纳米壳聚糖与辣木银纳米颗粒通过Wnt信号通路抑制乳腺癌细胞增殖的性能研究

《Journal of Ayurveda and Integrative Medicine》：Anti-proliferative performance of nano-chitosan and nano-silver Moringa oleifera on breast cancer cells through the Wnt signalling pathway

　　

背景：近年来全球乳腺癌疾病负担居高不下，提高筛查可及性与优化治疗策略已成为改善女性健康的关键需求。辣木(Moringa oleifera)作为传统药用植物，被证实具有抗氧化、抗菌及抗肿瘤等多种生物活性，但其活性成分存在水溶性差、生物利用度低等问题，限制了临床转化潜力。目的：本研究旨在利用纳米技术增强辣木提取物的抗肿瘤效应，对比评估辣木银纳米颗粒(MOA)与辣木种子纳米壳聚糖(NCM)两种绿色纳米制剂对乳腺癌细胞的作用差异。方法：研究人员采用MTT法检测两种纳米制剂对MCF-7人乳腺癌细胞与NIH-3T3小鼠胚胎成纤维细胞的细胞毒性与增殖抑制效应，并以IC50剂量进行处理。进一步通过逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)与免疫荧光染色技术，从分子层面分析其对Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)、细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)、增殖标志物Ki-67及上皮-间质转化(EMT)相关基因TGF-β、Snail表达水平的影响。结果：两种纳米制剂均能有效抑制MCF-7细胞生长。机制研究表明，其抗增殖作用与显著下调Wnt信号通路关键分子(Wnt、β-catenin、Cyclin D1)及转移相关基因(Snail、TGF-β)的表达密切相关。结论：MOA与NCM作为新型绿色抗增殖纳米材料，能够通过调控Wnt信号通路抑制乳腺癌细胞基因表达，在乳腺癌治疗中具有潜在的药物开发价值。

本研究针对乳腺癌高发病率与传统治疗手段毒副作用大的临床痛点展开。乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤，亚洲地区病例占全球近半数，现有手术、放化疗等手段常伴随严重毒性反应。辣木(Moringa oleifera)虽被证实含有黄酮、酚类等抗肿瘤活性成分，但受限于溶解度低、生物利用度差，难以直接应用于临床。纳米递送系统可通过改善药物理化性质增强其稳定性与细胞摄取效率，因此研究人员构建了两种基于辣木的纳米制剂——辣木叶粉银纳米颗粒(MOA)与辣木种子纳米壳聚糖(NCM)，旨在通过纳米技术克服植物提取物成药性缺陷，并对比评估其抗乳腺癌效果及安全性差异，为开发新型植物源抗癌药物提供依据。

研究人员采用的核心技术方法包括：在印度尼西亚东爪哇省采集辣木种子与叶片，分别通过离子凝胶法合成NCM、绿色还原法合成MOA；利用动态光散射(DLS)与电泳光散射技术表征粒径、多分散指数(PDI)及zeta电位；采用福林-酚法与硝酸铝比色法测定总酚(TPC)与总黄酮(TFC)含量；使用MTT法评估两种制剂对MCF-7乳腺癌细胞与正常NIH-3T3成纤维细胞的毒性与增殖抑制作用；通过RT-qPCR检测Wnt/β-catenin通路、细胞周期及EMT相关基因表达；采用Ki-67免疫荧光染色验证细胞增殖水平变化。

研究结果如下：

3.1 基本粒径表征

MOA平均粒径为56 nm，NCM为106 nm；两者PDI均大于0.5，呈宽分布特征；zeta电位分别为-37.2 mV与-30.9 mV，负电荷产生的静电斥力可防止颗粒聚集，保障胶体稳定性。

3.2 活性成分含量

MOA总黄酮含量(61.85 mg/g)显著高于NCM(39.08 mg/g)，而NCM总酚含量(57.10 mg/g)高于MOA(26.57 mg/g)，表明两种纳米载体对辣木活性成分的负载特性存在差异。

3.3 MTT细胞毒性实验

在各自IC₅₀浓度下(MOA 1500 μg/mL，NCM 1650 μg/mL)，MOA与NCM对MCF-7细胞的抑制率分别达56%与55%；对正常NIH-3T3细胞，MOA处理后存活率降至70%，显著低于NCM组的81%，提示MOA对正常细胞毒性更强。形态学观察显示，处理组细胞密度降低、变圆、贴壁能力下降，与细胞活性下降一致。

3.4 细胞增殖实验

两种制剂对MCF-7细胞的增殖抑制在48小时最强，且随时间延长抑制作用加剧；NIH-3T3细胞在MOA作用下增殖抑制更为明显，呈现时间依赖性毒性差异。

3.5 RT-qPCR分子检测

两种制剂均能下调Cyclin D1与Snail的表达，其中MOA对Cyclin D1的抑制作用更强，NCM对Snail的抑制更显著；Wnt、β-catenin、Ki-67与TGF-β的mRNA水平无统计学差异，但仍呈下降趋势。

3.6 Ki-67免疫荧光检测

与对照组相比，处理组Ki-67阳性细胞核显著减少，MOA组的荧光信号强度低于NCM组，与RT-qPCR中Ki-67转录水平变化不一致，提示该蛋白可能受转录后调控影响。

讨论部分指出，MOA与NCM通过靶向Wnt/β-catenin与TGF-β/Snail通路抑制乳腺癌细胞增殖，与既往研究结论一致。MOA因银纳米颗粒固有的氧化应激效应，对正常细胞毒性更高，而NCM依托壳聚糖优异的生物相容性表现出更好的安全性。研究中较高的IC₅₀值源于植物提取物成分复杂，需较高质量浓度才能达到有效剂量，而非单一化合物活性不足。尽管未开展透射电镜(TEM)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)等深层表征，粒径与表面电荷数据已足以支撑其生物学性能评价。未来需进一步开展体内实验验证疗效，并通过蛋白质印迹(Western Blot)补充蛋白水平证据。

研究结论明确：MOA与NCM均能通过Wnt信号通路抑制乳腺癌细胞增殖与转移相关基因表达，展现出作为乳腺癌治疗候选药物的潜力，后续需在动物模型中进一步评估其体内药效与长期安全性。