Abstract Thymoquinone, a component derived from the medial plant Nigella sativa, has been used for medical purposes for more than 2,000 years. Recent studies reported that thymoquinone exhibited inhibitory effects on cell proliferation of many cancer cell lines and hormone-refractory prostate cancer by suppressing androgen receptor and E2F-1. Whether thymoquinone inhibits tumor angiogenesis, the critical step of tumor growth and metastasis, is still unknown. In this study, we found that thymoquinone effectively inhibited human umbilical vein endothelial cell migration, invasion, and tube formation. Thymoquinone inhibited cell proliferation and suppressed the activation of AKT and extracellular signal-regulated kinase. Thymoquinone blocked angiogenesis in vitro and in vivo, prevented tumor angiogenesis in a xenograft human prostate cancer (PC3) model in mouse, and inhibited human prostate tumor growth at low dosage with almost no chemotoxic side effects. Furthermore, we observed that endothelial cells were more sensitive to thymoquinone-induced cell apoptosis, cell proliferation, and migration inhibition compared with PC3 cancer cells. Thymoquinone inhibited vascular endothelial growth factor–induced extracellular signal-regulated kinase activation but showed no inhibitory effects on vascular endothelial growth factor receptor 2 activation. Overall, our results indicate that thymoquinone inhibits tumor angiogenesis and tumor growth and could be used as a potential drug candidate for cancer therapy. [Mol Cancer Ther 2008;7(7):1789–96]

Malignant bone tumor is one of the major bone diseases. The treatment of such a bone disease typically requires the removal of bone tumor and regeneration of tumor‐initiated bone defects simultaneously. To address this issue, it is required that implanted biomaterials should combine the bifunctions of both therapy and regeneration. In this work, a bifunctional graphene oxide (GO)‐modified β‐tricalcium phosphate (GO‐TCP) composite scaffold combining a high photothermal effect with significantly improved bone‐forming ability is prepared by 3D‐printing and surface‐modification strategies. The prepared GO‐TCP scaffolds exhibit excellent photothermal effects under the irradiation of 808 nm near infrared laser (NIR) even at an ultralow power density of 0.36 W cm −2 , while no photothermal effects are observed for pure β‐TCP scaffolds. The photothermal temperature of GO‐TCP scaffolds can be effectively modulated in the range of 40–90 °C by controlling the used GO concentrations, surface‐modification times, and power densities of NIR. The distinct photothermal effect of GO‐TCP scaffolds induces more than 90% of cell death for osteosarcoma cells (MG‐63) in vitro, and further effectively inhibits tumor growth in mice. Meanwhile, the prepared GO‐TCP scaffolds possess the improved capability to stimulate the osteogenic differentiation of rabbit bone mesenchymal stem cells (rBMSCs) by upregulating bone‐related gene expression, and significantly promote new bone formation in the bone defects of rabbits as compared to pure β‐TCP scaffolds. These results successfully demonstrate that the prepared GO‐TCP scaffolds have bifunctional properties of photothermal therapy and bone regeneration, which is believed to pave the way to design and fabricate novel implanting biomaterials in combination of therapy and regeneration functions.

Surgical excision of skin cancers can hardly remove the tumor tissues completely and simultaneously result in cutaneous defects. To avoid tumor recurrence and heal the tumor-induced wounds, we designed a tissue engineering membrane possessing bifunctions of tumor therapy and skin tissue regeneration. The micropatterned nanocomposite membrane was successfully fabricated by incorporating Cu2S nanoflowers into biopolymer fibers via a modified electrospinning method. With uniformly embedded Cu2S nanoparticles, the membranes exhibited excellent and controllable photothermal performance under near-infrared irradiation, which resulted in high mortality (>90%) of skin tumor cells and effectively inhibited tumor growth in mice. Moreover, the membranes supported the adhesion, proliferation, and migration of skin cells as well as significantly stimulated angiogenesis and healed full-thickness skin defects in vivo. This proof-of-concept study offers a facile and reliable strategy for localized skin tumor therapy and tissue regeneration using bifunctional tissue engineering biomaterials, showing great promise for tumor-induced wound healing applications.