纳米封装番荔枝提取物靶向PI3K/AKT/mTOR通路抑制舌癌细胞的机制研究

　　本研究针对传统癌症疗法毒性大、选择性差的问题，通过开发纳米封装番荔枝提取物（GNPs），系统评估其对舌鳞癌SCC154细胞的抗癌效应及机制。结果表明GNPs能显著抑制癌细胞增殖、诱导细胞周期阻滞和DNA损伤，并下调PI3K/AKT/mTOR通路关键基因表达，其效果显著优于普通提取物。该研究为天然产物纳米制剂应用于口腔癌靶向治疗提供了实验依据。

　　

癌症治疗一直是全球健康领域的重大挑战，传统化疗药物在杀伤癌细胞的同时往往对正常细胞造成严重损伤。寻找能够选择性靶向癌细胞且毒副作用小的替代疗法成为当务之急。在众多癌症信号通路中，磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）/雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路尤为关键，它调控着细胞的生存、增殖和凋亡过程，该通路的异常激活是多种肿瘤的标志性特征，因此成为抗癌治疗的重要靶点。

天然产物因其丰富的生物活性成分在抗癌研究中展现出巨大潜力。番荔枝（Annona muricata）作为安妮娜科植物，含有超过百种乙酰精宁类化合物，已被证明对多种人类癌细胞系具有抑制作用，同时对正常细胞影响较小。然而，由于天然产物存在生物利用度低、稳定性差等问题，其临床应用受到限制。纳米技术的出现为这一难题提供了解决方案，纳米载体能够提高治疗药物的生物利用度，实现靶向递送，同时降低系统毒性。

尽管番荔枝在多种癌细胞系中显示出抗癌潜力，但针对口腔鳞状细胞癌的研究却很少见。特别是利用纳米技术增强番荔枝提取物对口腔癌治疗效果的研究尚未见报道。基于此，Kamel等研究人员在《BMC Complementary Medicine and Therapies》上发表了最新研究成果，首次评估了纳米封装番荔枝提取物通过靶向PI3K/AKT/mTOR通路对口腔癌细胞的抗癌作用。

本研究主要采用以下关键技术方法：首先通过乙醇浸提法制备番荔枝叶提取物（GLE），并采用福林酚法和高效液相色谱（HPLC）分析其酚类成分；随后优化三种纳米制剂配方（F1-F3），选择最佳配方封装GLE形成纳米颗粒（GNPs），并对其进行粒径、电位、包封率和透射电镜表征；使用舌癌SCC154细胞系，设空白对照组、GLE处理组和GNPs处理组；通过MTT法检测细胞毒性，流式细胞术分析细胞凋亡和周期，彗星实验评估DNA损伤，qRT-PCR检测PI3K/AKT/mTOR通路基因表达，透射电镜观察细胞超微结构。

细胞毒性结果

通过MTT实验发现，GLE和GNPs均能显著抑制SCC154细胞增殖，且GNPs组的细胞毒性明显高于GLE组（p<0.001）。这表明纳米封装显著增强了番荔枝提取物的抗癌效果。

细胞凋亡结果

流式细胞术分析显示，与对照组相比，GLE和GNPs处理组均显著增加了早期凋亡细胞比例（p<0.001），且GNPs组的促凋亡效果更为显著。值得注意的是，GNPs主要诱导早期凋亡，而GLE则导致更多晚期凋亡和坏死，表明纳米制剂能更快速有效地启动凋亡程序。

细胞周期分析结果

细胞周期分析表明，GNPs处理导致细胞在G0/G1期和S期显著停滞（p<0.001），而GLE组主要在G2/M期减少细胞分布。这表明两种处理方式通过不同机制干扰细胞周期进程，其中GNPs对细胞周期的阻滞作用更为强烈。

DNA损伤结果

彗星实验结果显示，GLE和GNPs处理均能引起显著的DNA损伤，表现为尾DNA百分比显著增加（p<0.001），且GNPs组的DNA损伤程度明显高于GLE组。这表明纳米封装增强了番荔枝提取物对癌细胞的基因毒性作用。

基因表达结果

qRT-PCR分析显示，GLE和GNPs处理均显著下调了PI3K、AKT、mTOR和GSK-3β的mRNA表达水平（p<0.001），且GNPs组的抑制作用更为明显。这表明番荔枝提取物通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路发挥抗癌作用，而纳米封装增强了这一效果。

超微结构结果

透射电镜观察发现，对照组细胞核大而不规则，核膜完整，染色质以常染色质为主；GLE处理组细胞出现萎缩变形，核形异常，核膜不规则，胞质内出现大量空泡和线粒体肿大；GNPs处理组细胞损伤更为严重，表现为细胞萎缩、膜起泡、核染色质凝集、核膜破裂、胞质空泡化和线粒体肿大。

研究结论与讨论部分指出，纳米封装番荔枝提取物通过增强活性成分的生物利用度和靶向递送，显著提高了对舌癌细胞的抗癌效果。其作用机制涉及诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期、引起DNA损伤，以及抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路。该通路在肿瘤发生发展中起关键作用，激活的AKT通过磷酸化并灭活BAD和caspase-9等促凋亡蛋白，同时使Bcl-2和Bcl-xL等抗凋亡蛋白保持线粒体完整性并阻止细胞死亡。而抑制该通路则能促进细胞色素c释放，激活caspase-9和caspase-3，从而诱导凋亡。

研究中发现的番荔枝提取物的抗癌作用可能归因于其丰富的酚类成分，其中橄榄苦苷和儿茶素是主要成分。橄榄苦苷已被证明通过靶向AKT信号通路抑制癌细胞增殖并促进凋亡，它能增加促凋亡蛋白Bax的表达，减少抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。儿茶素也被证明能通过降低磷酸化AKT水平抑制PI3K/AKT信号通路，以剂量依赖性方式促进胃癌细胞凋亡。其他活性成分如没食子酸和鞣花酸也通过影响PI3K/AKT信号通路促进凋亡和细胞周期阻滞。

该研究的重要意义在于首次证实纳米封装番荔枝提取物对舌癌细胞具有显著抗癌活性，其作用机制与抑制PI3K/AKT/mTOR通路密切相关。纳米制剂提高了番荔枝提取物的生物利用度、稳定性和靶向性，进一步增强了其治疗效果。这些发现为番荔枝作为口腔鳞状细胞癌及其他癌症的辅助治疗剂提供了实验基础，但还需要进一步的体内研究和临床试验来确认其安全性和治疗价值。目前尚不能推荐纳米番荔枝作为独立或替代治疗方法。