载虾青素的壳聚糖纳米颗粒通过调节抗氧化、抗炎及凋亡途径，对小鼠埃利希腹水癌具有肝肾保护及抗肿瘤作用

《BMC Cancer》：Hepatorenal protective and antitumor effects of astaxanthin-loaded chitosan nanoparticles against ehrlich ascites carcinoma in mice through antioxidant, anti-inflammatory, and apoptotic pathway modulation

　　

摘要

背景

埃利希腹水癌是一种具有侵袭性的实验性肿瘤模型，与严重的氧化应激、炎症以及肝肾损伤密切相关。虾青素是一种强效的天然抗氧化类胡萝卜素，已被证实具有抗癌和保护细胞的作用；然而，由于其生物利用度低且稳定性差，其临床应用受到限制。因此，本研究探讨了在患有埃利希腹水癌的小鼠中，载有虾青素的壳聚糖纳米颗粒与游离虾青素相比的抗癌及肝肾保护作用。

方法

90只雌性瑞士白化小鼠被随机分为六组：对照组、游离虾青素组、虾青素壳聚糖纳米颗粒组、埃利希腹水癌组、埃利希腹水癌加游离虾青素组以及埃利希腹水癌加虾青素壳聚糖纳米颗粒组。研究人员评估了肿瘤进展情况、存活率、氧化应激生物标志物、炎症介质、凋亡标志物以及肝肾组织的组织学变化。抗氧化指标包括SOD、CAT、GPx、GSH、TAC和TBARS。通过检测COX-2、TNF-α、IFN-γ、IL-1β、Bcl-2、Bax和caspase-3的表达水平，来评估炎症和凋亡信号通路的情况。

结果

与游离虾青素相比，虾青素壳聚糖纳米颗粒能更显著地抑制肿瘤进展并提高小鼠的存活率。该纳米制剂可显著降低Bcl-2的表达，同时升高Bax和caspase-3的水平，表明其能增强细胞的凋亡能力。抗氧化防御功能也得到显著恢复，表现为SOD、CAT、GPx、GSH和TAC水平上升，而TBARS水平下降。此外，COX-2活性降低，TNF-α、IFN-γ和IL-1β水平也有所下降，从而减轻了炎症反应。组织学检查显示，该纳米制剂能有效保护肝脏和肾脏免受埃利希腹水癌的损害。总体而言，在生化、分子和组织学层面，虾青素壳聚糖纳米颗粒的疗效均优于游离虾青素。

结论

载有虾青素的壳聚糖纳米颗粒在患有埃利希腹水癌的小鼠中展现出强大的抗癌、抗氧化、抗炎以及肝肾保护作用。相较于游离虾青素，该纳米制剂之所以效果更佳，很可能是因为其具有更好的生物利用度，还能针对性地调节氧化应激、炎症及凋亡相关通路，因此有望成为治疗癌症相关器官损伤的优质纳米疗法。

图形摘要

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虾青素壳聚糖纳米颗粒被研发出来旨在提升虾青素对抗埃利希腹水癌的疗效。与游离虾青素相比，使用该纳米制剂能显著抑制肿瘤生长，同时改善肝脏和肾脏功能。它可提升促凋亡标志物（Bax、Caspase-3）的水平，降低氧化应激（使GSH和TAC水平恢复正常），并减少炎症反应（降低COX-2、TNF-α、IFN-γ和IL-1β的水平）。通过调控凋亡、氧化应激和炎症相关的信号通路，虾青素壳聚糖纳米颗粒展现了显著的抗癌及肝肾保护作用。