多年来，大量临床经验显示，β-胡萝卜素可预防口腔癌前病变、抑制口腔癌发展。很多口腔科医生也会建议相关患者，多摄入β-胡萝卜素以减缓癌变进程。不过，此前β-胡萝卜素抗癌的具体机制尚不明确，生物利用度低等难题仍未解决。
日前，中国康复研究中心副主任医师、副教授王兴及合作者组成联合团队，利用生物信息学方法，全面研究分析β-胡萝卜素治疗口腔癌的药理学作用机制，找出并证实了两者间的关键信号通路，填补了国内外相关领域研究的空白。联合团队还开发出一种新型纳米颗粒载药系统，有望解决β-胡萝卜素生物利用度低等问题。相关研究日前发表在《化学工程杂志》上。
β-胡萝卜素抑制促癌通路
口腔癌是发生在颊黏膜、上下龈、舌等口腔部位的恶性肿瘤，是头颈部最常见的恶性肿瘤之一。目前，口腔癌治疗主要以外科手术为主，并结合放化疗等传统疗法。不过，颌面部结构复杂，颌骨、舌头、神经、血管等软、硬组织交错，给外科手术带来较大挑战；放化疗又往往伴有恶心、疼痛、脱发等副作用，给患者带来不少负担。口腔癌患者5年生存率始终在50%左右徘徊，相关领域一直难获突破，寻找新的治疗方法迫在眉睫。
胡萝卜素是一种最常见的维生素A补充剂，主要有α、β、γ三种形式。β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分，是自然界中普遍存在的天然色素。早在多年前，β-胡萝卜素就被发现可预防口腔癌变。
王兴在接受科技日报记者采访时介绍，此次联合团队通过网络药理学、分子对接、基因组学分析等，回顾了国内外大量研究成果，分析了β-胡萝卜素与口腔癌相关蛋白、基因等生物分子之间的相互作用。结果显示，多个口腔癌相关基因集中参与了磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）—蛋白激酶B（AKT）信号通路。
PI3K—AKT信号通路是细胞中一个关键的信号传导通路。此前研究证实，该通路在正常细胞内对细胞增殖、凋亡、血管生成和能量代谢等生理活动具有重要调节作用。如果它被异常激活，会抑制细胞凋亡，促进细胞的生长与增殖、血管形成及细胞代谢，并参与肿瘤细胞的侵袭和转移。
联合团队经过实验发现，在不同浓度的β-胡萝卜素作用下，口腔癌细胞内PI3K和AKT的表达水平显著降低。王兴说：“PI3K—AKT信号通路对肿瘤细胞具有促进作用，而我们的实验证实β-胡萝卜素可抑制PI3K—AKT信号通路表达，因此β-胡萝卜素很有可能通过该通路抑制了口腔癌的发生和发展。”
纳米“糖衣”提升成药性能
“β-胡萝卜素来源于食物，在安全性方面具有独特优势。”王兴话锋一转，“不过β-胡萝卜素也面临水溶性和稳定性差等问题。”
水溶性差意味着药物在胃液、肠液中的溶解性差，将大大限制人体吸收。稳定性差是指β-胡萝卜素对光照、温度、液体酸碱度等因素较为敏感，更容易变性或分解。这两个因素导致常规β-胡萝卜素口服药剂的生物利用度处于较低水平。
对此，联合团队研发出一种新型载药系统。该系统的外层是壳聚糖纳米颗粒，像一层“糖衣”把β-胡萝卜素紧紧包裹起来，从而有效提升β-胡萝卜素的生物利用度，增强治疗效果。
王兴告诉记者，这种新型载药系统采用壳聚糖材料和纳米结构是出于两方面考虑。
一是壳聚糖材料主要来源于带壳生物，如虾、蟹等，安全性较高。同时，此前已有研究证实壳聚糖材料也具有抗癌作用，这意味着它和β-胡萝卜素“联手”，或将取得“1+1>2”的效果。二是纳米颗粒具有良好的分散性，包封率接近90%。实验结果表明，纳米“糖衣”的存在使得β-胡萝卜素在不同温度和紫外线照射下依然保持性质稳定，口服生物利用度比常规的β-胡萝卜素高3.1倍。
“下一步，我们将继续优化给药方式，从口服拓展为外敷等更安全的治疗方式，并重点完善纳米颗粒和人体相容性的相关研究，筑牢药物安全的‘红线’。”王兴说。
多年来，大量临床经验显示，β-胡萝卜素可预防口腔癌前病变、抑制口腔癌发展。很多口腔科医生也会建议相关患者，多摄入β-胡萝卜素以减缓癌变进程。不过，此前β-胡萝卜素抗癌的具体机制尚不明确，生物利用度低等难题仍未解决。
日前，中国康复研究中心副主任医师、副教授王兴及合作者组成联合团队，利用生物信息学方法，全面研究分析β-胡萝卜素治疗口腔癌的药理学作用机制，找出并证实了两者间的关键信号通路，填补了国内外相关领域研究的空白。联合团队还开发出一种新型纳米颗粒载药系统，有望解决β-胡萝卜素生物利用度低等问题。相关研究日前发表在《化学工程杂志》上。
β-胡萝卜素抑制促癌通路
口腔癌是发生在颊黏膜、上下龈、舌等口腔部位的恶性肿瘤，是头颈部最常见的恶性肿瘤之一。目前，口腔癌治疗主要以外科手术为主，并结合放化疗等传统疗法。不过，颌面部结构复杂，颌骨、舌头、神经、血管等软、硬组织交错，给外科手术带来较大挑战；放化疗又往往伴有恶心、疼痛、脱发等副作用，给患者带来不少负担。口腔癌患者5年生存率始终在50%左右徘徊，相关领域一直难获突破，寻找新的治疗方法迫在眉睫。
胡萝卜素是一种最常见的维生素A补充剂，主要有α、β、γ三种形式。β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分，是自然界中普遍存在的天然色素。早在多年前，β-胡萝卜素就被发现可预防口腔癌变。
王兴在接受科技日报记者采访时介绍，此次联合团队通过网络药理学、分子对接、基因组学分析等，回顾了国内外大量研究成果，分析了β-胡萝卜素与口腔癌相关蛋白、基因等生物分子之间的相互作用。结果显示，多个口腔癌相关基因集中参与了磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）—蛋白激酶B（AKT）信号通路。
PI3K—AKT信号通路是细胞中一个关键的信号传导通路。此前研究证实，该通路在正常细胞内对细胞增殖、凋亡、血管生成和能量代谢等生理活动具有重要调节作用。如果它被异常激活，会抑制细胞凋亡，促进细胞的生长与增殖、血管形成及细胞代谢，并参与肿瘤细胞的侵袭和转移。
联合团队经过实验发现，在不同浓度的β-胡萝卜素作用下，口腔癌细胞内PI3K和AKT的表达水平显著降低。王兴说：“PI3K—AKT信号通路对肿瘤细胞具有促进作用，而我们的实验证实β-胡萝卜素可抑制PI3K—AKT信号通路表达，因此β-胡萝卜素很有可能通过该通路抑制了口腔癌的发生和发展。”
纳米“糖衣”提升成药性能
“β-胡萝卜素来源于食物，在安全性方面具有独特优势。”王兴话锋一转，“不过β-胡萝卜素也面临水溶性和稳定性差等问题。”
水溶性差意味着药物在胃液、肠液中的溶解性差，将大大限制人体吸收。稳定性差是指β-胡萝卜素对光照、温度、液体酸碱度等因素较为敏感，更容易变性或分解。这两个因素导致常规β-胡萝卜素口服药剂的生物利用度处于较低水平。
对此，联合团队研发出一种新型载药系统。该系统的外层是壳聚糖纳米颗粒，像一层“糖衣”把β-胡萝卜素紧紧包裹起来，从而有效提升β-胡萝卜素的生物利用度，增强治疗效果。
王兴告诉记者，这种新型载药系统采用壳聚糖材料和纳米结构是出于两方面考虑。
一是壳聚糖材料主要来源于带壳生物，如虾、蟹等，安全性较高。同时，此前已有研究证实壳聚糖材料也具有抗癌作用，这意味着它和β-胡萝卜素“联手”，或将取得“1+1>2”的效果。二是纳米颗粒具有良好的分散性，包封率接近90%。实验结果表明，纳米“糖衣”的存在使得β-胡萝卜素在不同温度和紫外线照射下依然保持性质稳定，口服生物利用度比常规的β-胡萝卜素高3.1倍。
“下一步，我们将继续优化给药方式，从口服拓展为外敷等更安全的治疗方式，并重点完善纳米颗粒和人体相容性的相关研究，筑牢药物安全的‘红线’。”王兴说。
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