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癌症，作为当今世界严重威胁人类健康的重大疾病之一，其治疗一直是全球科研人员不懈探索的焦点。传统的癌症治疗方法，如手术、化疗和放疗，在取得一定疗效的同时，也面临着诸多挑战。手术切除虽然能够直接去除肿瘤组织，但对于一些微小转移灶往往难以彻底清除；化疗药物在杀伤癌细胞的过程中，常常会“误伤”正常细胞，引发一系列严重的副作用，如脱发、恶心、呕吐、免疫力下降等，给患者带来巨大的痛苦；放疗则可能对周围正常组织造成放射性损伤，导致器官功能障碍。近年来，纳米技术的迅速发展为癌症治疗带来了新的曙光。纳米载体能够将药物精准地递送至肿瘤部位，实现靶向治疗，从而提高药物的疗效并降低其对正常组织的毒副作用。在众多纳米载体中，天然来源的纳米囊泡因其良好的生物相容性和独特的生理活性而备受关注。生姜囊泡（ginger vesicle，GV）作为一种天然纳米囊泡，具有制备简便、成本低廉、生物相容性优异且毒性极低等显著优势，这为癌症治疗药物的递送提供了一种极具潜力的新途径。HCPT作为一种强效的广谱抗癌药物，对多种肿瘤细胞具有显著的细胞毒性和生长抑制作用。然而，其临床应用却受到诸多因素的限制，如溶解度差、生物利用度低以及严重的副作用等，寻找更高效、低毒的HCPT纳米载体仍然是药物递送领域的研究热点。最近，一项发表于Colloids Surf B Biointerfaces的研究Ginger vesicle as a nanocarrier to deliver 10-hydroxycamptothecin开发了以GV为纳米载体的10-羟基喜树碱（HCPT）靶向递送系统，有效提高了HCPT的治疗效果，同时降低其全身毒性。本研究中，科研人员首先对生姜囊泡的制备和表征进行了深入研究。通过梯度离心法，成功制备出平均直径为86.83 nm的生姜囊泡。利用透射电子显微镜（TEM）观察发现，生姜囊泡呈现出典型的球形结构，且具有明显的磷脂双层膜，这一结构特征为其作为药物载体提供了良好的基础。动态光散射（DLS）分析结果显示，所制备的囊泡粒径分布较为均匀，多数囊泡的直径集中在86 nm左右，占总观察囊泡数的67%。进一步研究不同储存条件对生姜囊泡粒径的影响发现，在-20℃储存24小时内，囊泡尺寸会有所减小；而在4℃及冻干处理条件下，囊泡尺寸变化相对较小，表明冻干处理后的生姜囊泡在稳定性方面具有一定优势，因此后续实验均采用冻干后的生姜囊泡进行HCPT的负载研究。![]()
图1. 生姜囊泡的表征在生姜囊泡负载HCPT的研究中，科研人员通过优化实验条件，发现添加适量的Ca²⁺能够显著提高HCPT的负载效率。在HCPT与生姜囊泡质量比为1:25、Ca²⁺浓度为0.1 M的条件下，经过12小时的孵育，HCPT的负载率可达21.32%，包封效率为80.26%。利用超高效液相色谱（HPLC）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等分析手段对负载HCPT的生姜囊泡（GV-HCPT）进行表征。结果显示，GV-HCPT的紫外吸收光谱在216 nm和378 nm处出现特征吸收峰，与生姜囊泡和HCPT的吸收峰相对应，且存在一定程度的蓝移现象，这表明HCPT成功被封装在生姜囊泡内，并且囊泡与HCPT之间发生了相互作用。同时，Zeta电位分析结果显示，负载HCPT后，生姜囊泡的表面电位发生了明显变化，这进一步证实了药物与囊泡之间的相互作用机制。药物释放实验结果表明，与纯HCPT相比，GV-HCPT具有明显的缓释特性，在72小时内，纯HCPT的释放率达到85%，而GV-HCPT仅释放70%，这一特性有助于维持药物在体内的稳定浓度，从而提高治疗效果并降低副作用。![]()
图2. 载有HCPT的生姜囊泡为了评估生姜囊泡及其负载HCPT后的细胞毒性，科研人员进行了一系列细胞实验。通过荧光成像观察发现，生姜囊泡（尼罗红染色）与3T3细胞（DAPI染色）具有较高的亲和力，能够与3T3细胞特异性结合。细胞毒性测试（CCK8法）结果显示，在浓度高达25 μg/mL时，生姜囊泡对3T3细胞的毒性极低，细胞存活率超过90%，这表明生姜囊泡具有良好的生物相容性。在细胞划痕实验中，与对照组和单独使用HCPT处理组相比，GV-HCPT处理组对4T1乳腺癌细胞的迁移具有显著的抑制作用，这进一步证明了GV-HCPT对肿瘤细胞的抑制效果。![]()
图3. 囊泡的细胞毒性在肿瘤细胞摄取实验中，荧光成像结果清晰地显示，4T1肿瘤细胞在经过GV-HCPT处理后，几乎所有细胞内均可见蓝色荧光，表明HCPT成功被递送至肿瘤细胞内；而在单独使用HCPT处理组中，仅有部分细胞显示蓝色荧光，这充分说明生姜囊泡能够有效地促进HCPT进入肿瘤细胞。流式细胞术分析结果进一步量化了这一结果，在12.5 μg/mL的浓度下，GV-HCPT对4T1肿瘤细胞的抑制率高达55.8%，显著高于单独使用HCPT时的19%抑制率。这一结果归因于生姜囊泡能够通过与肿瘤细胞的脂质双层膜融合，将HCPT精准递送至细胞内，同时保护HCPT免受降解，确保其在细胞内发挥药效。此外，生姜囊泡本身所含有的生物活性成分，如姜黄素、姜辣素等，与HCPT具有协同抗肿瘤作用，进一步增强了对肿瘤细胞的抑制效果。![]()
图4. 肿瘤细胞对载有HCPT的生姜囊泡的摄取体内抗肿瘤活性研究是评估该纳米制剂治疗潜力的关键环节。科研人员将4T1肿瘤细胞皮下注射到BALB/c小鼠体内构建肿瘤模型，并将荷瘤小鼠随机分为五组：对照组、CPT-11组（阳性对照，市售抗肿瘤药物盐酸伊立替康）、GV组、HCPT组和GV-HCPT组。在治疗过程中，每两天监测小鼠的体重和肿瘤体积变化。
结果显示，所有治疗组小鼠的体重均呈现稳定增长趋势，未出现明显的异常波动，这表明各治疗药物在实验剂量下对小鼠的整体健康状况无明显不良影响。在肿瘤抑制效果方面，对照组小鼠的肿瘤生长迅速，而GV组和HCPT组的肿瘤生长速度相对较慢，这表明生姜囊泡和HCPT单独使用时均具有一定的抗肿瘤活性。值得注意的是，GV-HCPT组表现出最为显著的肿瘤抑制效果，其抑制效率明显高于GV组和HCPT组单独使用时的效果，这充分证明了生姜囊泡与HCPT联合使用具有协同增效的抗肿瘤作用。阳性对照CPT-11组虽然也表现出较高的肿瘤抑制率，但其毒副作用相对较大。治疗结束后，通过对小鼠肿瘤组织及主要脏器（心、肝、脾、肺、肾）进行苏木精-伊红（H&E）染色分析发现，CPT-11组和GV-HCPT组的肿瘤组织中细胞核蓝色染色比例明显降低，表明肿瘤细胞受到了严重的损伤；而各治疗组小鼠的主要脏器组织均未出现明显的病理异常，仅在GV-HCPT组小鼠的肝脏组织中观察到轻微的损伤，这进一步证实了GV-HCPT具有良好的生物安全性和靶向性。总体而言，本研究成功开发了一种以生姜囊泡为纳米载体的10-羟基喜树碱递送系统，通过全面的实验研究，证实了该纳米制剂在提高HCPT疗效、降低毒性方面具有显著优势。生姜囊泡作为一种天然来源的纳米载体，不仅具有良好的生物相容性和靶向性，还能够实现药物的缓释，减少给药次数，提高患者的顺应性。本研究为癌症治疗提供了一种新的、有潜力的药物递送策略，有望为未来的临床应用提供重要的理论依据和实践指导。同时，该研究也为其他天然药物纳米载体的开发提供了有益的借鉴，推动了纳米医学在癌症治疗领域的发展。
参考文献：
Liu Z, Huang J, Liu M, et al. Ginger vesicle as a nanocarrier to deliver 10-hydroxycamptothecin. Colloids Surf B Biointerfaces. 2025;245:114357. doi:10.1016/j.colsurfb.2024.114357
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