新型叶酸-α-生育酚偶联物VAF靶向肺癌细胞的抗癌特性评估及其机制研究

【字体: 时间:2025年09月18日 来源:BMC Cancer 3.4

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  为解决传统化疗药物缺乏选择性、毒副作用大的问题,研究人员开展了一种新型叶酸-α-生育酚偶联物(VAF)的合成及其靶向抗癌活性研究。结果表明,VAF通过叶酸受体(FRα)介导的内吞作用选择性进入肺癌细胞A549,显著抑制癌细胞增殖并诱导凋亡,同时对正常肺细胞Wi-38毒性较低。该研究为开发高效低毒的靶向抗癌药物提供了新策略。

  

癌症是全球发病率和死亡率最高的疾病之一,尤其肺癌中的非小细胞肺癌(NSCLC)占病例的85%,缺乏有效靶向治疗手段。传统化疗药物无法区分癌细胞和正常细胞,导致严重毒副作用。近年来,靶向治疗成为研究热点,其中叶酸受体(Folate Receptor alpha, FRα)在多种癌细胞(如肺癌、乳腺癌)表面过度表达,而在正常组织中表达极低,使其成为理想的药物靶点。同时,α-生育酚(α-Tocopherol)作为维生素E的主要形式,不仅具有抗氧化特性,还被发现可抑制癌细胞增殖并诱导凋亡。然而,如何将这两种天然分子的优势结合,构建既能精准靶向又具有治疗活性的新型化合物,成为研究人员关注的重点。

在此背景下,Shams H. Abdel-Hafez和Shaimaa M. I. Alexeree在《BMC Cancer》上发表研究,成功合成了一种新型叶酸-α-生育酚偶联物(VAF),并评估了其对肺癌细胞的靶向抗癌效果。该研究通过将叶酸(Folic Acid, FA)与α-生育酚通过肽键连接,形成两亲性结构,使其能够在水溶液中自组装,并通过叶酸受体介导的内吞作用特异性进入癌细胞,实现靶向药物递送和治疗的双重功能。

研究人员主要采用以下关键技术方法:通过肽键合成法构建VAF偶联物,并使用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)进行结构表征;以人肺癌细胞A549和正常肺细胞Wi-38为模型,通过WST-1试剂检测细胞活力和IC50;利用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)结合吖啶橙(AO)和碘化丙啶(PI)染色,观察细胞存活和死亡情况。

研究结果部分,通过“表征偶联物(VAF)”发现,FT-IR光谱显示VAF在3318 cm-1和3126 cm-1处出现N-H伸缩振动峰,在1640 cm-1和1612 cm-1处出现酰胺I带(C=O伸缩),证实肽键成功形成。NMR谱进一步显示羧酸质子(δ 12.50 ppm)、酰胺质子(δ 11.55和10.50 ppm)以及叶酸和生育酚特征峰的存在,说明偶联物结构完整。

在“体外细胞毒性”实验中,VAF对A549细胞表现出剂量依赖性毒性,在60 μg/mL时细胞存活率降至20%,IC50约为30 μg/mL;而对正常Wi-38细胞,即使在高浓度下存活率仍保持85%以上,表明VAF具有显著选择性毒性。

“细胞活力评估”比较了VAF、游离叶酸和α-生育酚的效果:在A549细胞中,VAF在10 μg/mL时即表现出显著抑制效应,而单独使用叶酸或生育酚效果有限;在Wi-38细胞中,VAF几乎无影响,但高剂量游离叶酸或生育酚则产生毒性,证明偶联后靶向性增强。

“肺细胞共聚焦图像”显示,经VAF处理的A549细胞出现大量红色(PI染色)死亡细胞,比例达66%,而游离化合物组死亡细胞比例较低(85%-96%)。Wi-38细胞在VAF处理后仍以绿色(AO染色)活细胞为主,与对照组无异,进一步证实VAF对癌细胞的选择性杀伤作用。

研究结论和讨论部分强调,VAF通过叶酸受体(FRα)靶向机制和α-生育酚的抗癌活性,实现了对肺癌细胞的高效选择性杀伤。其重要意义在于:第一,VAF利用癌细胞过度表达的FRα实现精准递送,减少对正常细胞的损害,有望降低化疗毒副作用;第二,该偶联物由天然分子构成,生物相容性好,符合绿色治疗趋势;第三,研究为开发类似天然偶联靶向药物提供了合成和评价范式。未来需进一步开展体内药代动力学和机制研究,推动其临床转化。

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