◎?qū)嵙?xí)記者 于紫月
多年來,大量臨床經(jīng)驗(yàn)顯示,β-胡蘿卜素可預(yù)防口腔癌前病變、抑制口腔癌發(fā)展。很多口腔科醫(yī)生也會建議相關(guān)患者,多攝入β-胡蘿卜素以減緩癌變進(jìn)程。不過,此前β-胡蘿卜素抗癌的具體機(jī)制尚不明確,生物利用度低等難題仍未解決。
日前,中國康復(fù)研究中心副主任醫(yī)師、副教授王興及合作者組成聯(lián)合團(tuán)隊(duì),利用生物信息學(xué)方法,全面研究分析β-胡蘿卜素治療口腔癌的藥理學(xué)作用機(jī)制,找出并證實(shí)了兩者間的關(guān)鍵信號通路,填補(bǔ)了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的空白。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出一種新型納米顆粒載藥系統(tǒng),有望解決β-胡蘿卜素生物利用度低等問題。相關(guān)研究日前發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》上。
β-胡蘿卜素抑制促癌通路
口腔癌是發(fā)生在頰黏膜、上下齦、舌等口腔部位的惡性腫瘤,是頭頸部最常見的惡性腫瘤之一。目前,口腔癌治療主要以外科手術(shù)為主,并結(jié)合放化療等傳統(tǒng)療法。不過,頜面部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,頜骨、舌頭、神經(jīng)、血管等軟、硬組織交錯,給外科手術(shù)帶來較大挑戰(zhàn);放化療又往往伴有惡心、疼痛、脫發(fā)等副作用,給患者帶來不少負(fù)擔(dān)。口腔癌患者5年生存率始終在50%左右徘徊,相關(guān)領(lǐng)域一直難獲突破,尋找新的治療方法迫在眉睫。
胡蘿卜素是一種最常見的維生素A補(bǔ)充劑,主要有α、β、γ三種形式。β-胡蘿卜素是其中最主要的組成成分,是自然界中普遍存在的天然色素。早在多年前,β-胡蘿卜素就被發(fā)現(xiàn)可預(yù)防口腔癌變。
王興在接受科技日報記者采訪時介紹,此次聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、分子對接、基因組學(xué)分析等,回顧了國內(nèi)外大量研究成果,分析了β-胡蘿卜素與口腔癌相關(guān)蛋白、基因等生物分子之間的相互作用。結(jié)果顯示,多個口腔癌相關(guān)基因集中參與了磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)—蛋白激酶B(AKT)信號通路。
PI3K—AKT信號通路是細(xì)胞中一個關(guān)鍵的信號傳導(dǎo)通路。此前研究證實(shí),該通路在正常細(xì)胞內(nèi)對細(xì)胞增殖、凋亡、血管生成和能量代謝等生理活動具有重要調(diào)節(jié)作用。如果它被異常激活,會抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞的生長與增殖、血管形成及細(xì)胞代謝,并參與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。
聯(lián)合團(tuán)隊(duì)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在不同濃度的β-胡蘿卜素作用下,口腔癌細(xì)胞內(nèi)PI3K和AKT的表達(dá)水平顯著降低。王興說:“PI3K—AKT信號通路對腫瘤細(xì)胞具有促進(jìn)作用,而我們的實(shí)驗(yàn)證實(shí)β-胡蘿卜素可抑制PI3K—AKT信號通路表達(dá),因此β-胡蘿卜素很有可能通過該通路抑制了口腔癌的發(fā)生和發(fā)展!
納米“糖衣”提升成藥性能
“β-胡蘿卜素來源于食物,在安全性方面具有獨(dú)特優(yōu)勢!蓖跖d話鋒一轉(zhuǎn),“不過β-胡蘿卜素也面臨水溶性和穩(wěn)定性差等問題!
水溶性差意味著藥物在胃液、腸液中的溶解性差,將大大限制人體吸收。穩(wěn)定性差是指β-胡蘿卜素對光照、溫度、液體酸堿度等因素較為敏感,更容易變性或分解。這兩個因素導(dǎo)致常規(guī)β-胡蘿卜素口服藥劑的生物利用度處于較低水平。
對此,聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型載藥系統(tǒng)。該系統(tǒng)的外層是殼聚糖納米顆粒,像一層“糖衣”把β-胡蘿卜素緊緊包裹起來,從而有效提升β-胡蘿卜素的生物利用度,增強(qiáng)治療效果。
王興告訴記者,這種新型載藥系統(tǒng)采用殼聚糖材料和納米結(jié)構(gòu)是出于兩方面考慮。
一是殼聚糖材料主要來源于帶殼生物,如蝦、蟹等,安全性較高。同時,此前已有研究證實(shí)殼聚糖材料也具有抗癌作用,這意味著它和β-胡蘿卜素“聯(lián)手”,或?qū)⑷〉谩?+1>2”的效果。二是納米顆粒具有良好的分散性,包封率接近90%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,納米“糖衣”的存在使得β-胡蘿卜素在不同溫度和紫外線照射下依然保持性質(zhì)穩(wěn)定,口服生物利用度比常規(guī)的β-胡蘿卜素高3.1倍。
“下一步,我們將繼續(xù)優(yōu)化給藥方式,從口服拓展為外敷等更安全的治療方式,并重點(diǎn)完善納米顆粒和人體相容性的相關(guān)研究,筑牢藥物安全的‘紅線’。”王興說。