本文由Lei Zhang、Fengjun He、Lina Gao、Minghui Cong、Juan Sun、Jialu Xu、Yutong Wang、Yang Hu、Sajid Asghar、Lihong Hu和Hongzhi Qiao等作者共同完成，主要来自南京中医药大学江苏省中药功能物质重点实验室、南京中医药大学药学院中药质量与疗效国家重点实验室培育基地、巴基斯坦费萨拉巴德政府学院大学药剂学系以及南京中医药大学中药高效递送系统江苏省工程研究中心。该研究于2021年发表在《International Journal of Nanomedicine》期刊上。
本研究属于纳米医学和肿瘤治疗领域，主要探讨了从药用植物天冬（Asparagus cochinchinensis）中提取的外泌体样纳米囊泡（exosome-like nanovesicles, ELNVs）在抑制肝癌细胞增殖中的应用。外泌体（exosomes）是由活细胞分泌的一种膜囊泡，近年来在生物医学领域中被广泛应用于疾病诊断、疾病进展调控和药物递送。植物细胞也能分泌类似外泌体的纳米囊泡（ELNVs），这些囊泡在组织更新、炎症性疾病和癌症的功能调控中发挥重要作用。然而，关于药用植物来源的ELNVs的研究较少。天冬作为一种常见的食用和药用植物，具有抗癌、抗氧化、抗真菌和抗衰老等多种药理活性，但其作用机制尚未完全阐明。本研究旨在从天冬中提取ELNVs（ACNVs），并评估其在肝癌治疗中的抗肿瘤活性和安全性。
本研究包括多个步骤，涵盖了ACNVs的提取、表征、体外抗肿瘤活性评估、细胞摄取机制研究、体内分布实验、PEG修饰以及体内抗肿瘤活性和毒性评价。
ACNVs的提取与表征
从天冬新鲜汁液中通过差速离心法提取ACNVs，并通过蔗糖梯度超速离心进行纯化。使用动态光散射（DLS）和纳米颗粒追踪分析（NTA）技术测量ACNVs的粒径和浓度，并通过透射电子显微镜（TEM）观察其形态。结果显示，ACNVs的平均粒径约为119 nm，呈典型的杯状结构，含有脂质、蛋白质和RNA。
体外抗肿瘤活性评估
通过MTT法评估ACNVs对肝癌细胞（Hep G2、Hep 3B、SMMC-7721）和正常肝细胞（LO2）的细胞毒性。结果显示，ACNVs对肝癌细胞的半数抑制浓度（IC50）分别为42.5、31.7和37.8 μg/mL，而对LO2细胞的IC50为279.8 μg/mL，表明ACNVs具有肿瘤选择性抑制活性。此外，通过流式细胞术和Western blot分析发现，ACNVs能够诱导肝癌细胞凋亡，并上调凋亡相关蛋白（如AIF、Bax、Bak和Caspase-9）的表达。
细胞摄取机制研究
通过荧光标记和流式细胞术评估ACNVs在肝癌细胞和正常肝细胞中的摄取情况。结果显示，ACNVs主要通过吞噬作用进入肿瘤细胞，且肝癌细胞对ACNVs的摄取效率显著高于正常肝细胞。通过使用不同的内吞抑制剂进一步证实，ACNVs的摄取主要依赖于吞噬作用。
体内分布实验
在健康小鼠和荷瘤小鼠中通过荧光成像技术评估ACNVs的体内分布。结果显示，ACNVs主要被肝脏和脾脏清除，而在肿瘤部位的积累较少。通过阻断清道夫受体（scavenger receptors, SRs）或进行PEG修饰，可以显著延长ACNVs的血液循环时间并增加其在肿瘤部位的积累。
PEG修饰
为了提高ACNVs的药代动力学特性，通过将DSPE-PEG2000掺入ACNVs的脂质膜中进行PEG修饰，获得PEG-ACNVs。优化后的PEG-ACNVs具有更长的血液循环时间和更高的肿瘤靶向能力。
体内抗肿瘤活性和毒性评价
在Hep G2荷瘤小鼠模型中评估PEG-ACNVs的抗肿瘤效果。结果显示，PEG-ACNVs能够显著抑制肿瘤生长，且无明显毒副作用。通过组织病理学检查和血液生化指标分析进一步证实了PEG-ACNVs的安全性。
本研究成功从天冬中提取了ACNVs，并证实其在肝癌治疗中具有显著的抗肿瘤活性和良好的安全性。通过PEG修饰，进一步提高了ACNVs的肿瘤靶向能力和药代动力学特性。该研究为药用植物来源的纳米囊泡在肿瘤治疗中的应用提供了新的思路，并为天冬的进一步开发和利用奠定了基础。
本研究还探讨了ACNVs的细胞摄取机制和体内分布特性，为纳米药物的设计和优化提供了重要参考。此外，研究中对ACNVs的组成进行了详细分析，为进一步探索其作用机制提供了基础数据。