MMR | 华中科技大学肖骏等团队合作发表关于微环境响应性纳米药物:组织再生的一个有前景方向的综述

学术   2024-10-22 10:15   浙江  


iNature

严重的组织缺陷对人类健康构成巨大挑战,一直是造成死亡率的主要原因。复杂的病理微环境,特别是这些缺陷中被破坏的免疫景观,对现有的组织再生策略构成了重大障碍。然而,纳米生物技术的出现为免疫调节纳米医学开辟了新的方向,为组织再生和修复提供了令人鼓舞的前景。

2024年10月21日,华中科技大学肖骏夏天,格罗宁根大学Mohammad-Ali Shahbazi共同通讯Military Medical Research 在线发表题为Microenvironment-responsive nanomedicines: a promising direction for tissue regeneration的研究综述,该综述阐述了免疫调节纳米药物在促进组织再生方面的最新进展。

综述阐明缺陷组织内局部免疫微环境的独特特征及其在组织再生中的关键作用。随后,探讨了免疫调节纳米系统的设计和功能特性。最后,讨论了纳米药物临床转化的挑战和前景,旨在提出一种通过协同免疫调节和纳米药物整合来增强组织再生的有效方法。

由创伤、疾病或先天性异常引起的组织缺陷可以表现在不同的解剖结构中,如皮肤、骨骼、软骨、神经和器官。这些缺陷导致一系列并发症,严重影响患者的预后,并对现代医疗保健构成相当大的挑战。重要的是,组织缺陷通常会导致损害,影响移动性、感觉和受影响身体部位的正常功能。此外,由组织丧失引起的可见畸形和残疾对心理的影响是深远的,往往导致自我意识丧失、社交退缩和精神健康障碍。此外,未经治疗或管理不当的组织缺陷会导致严重的并发症风险,包括感染、持续炎症和组织的继发性恶化。

免疫微环境以免疫细胞、细胞因子、生长因子和细胞外基质(ECM)组分之间复杂的相互作用为特征,是组织再生的核心。免疫系统未能启动适当的反应,会破坏对组织再生至关重要的复杂级联信号通路,导致愈合期延长甚至再生失败。这种失调不仅阻碍了重要免疫细胞和生长因子的募集,而且还促进了纤维化组织的积累,从而阻碍了有效的组织重塑和再生。这种微环境中的功能障碍会严重阻碍愈合过程,导致慢性炎症,通过破坏有效组织修复所必需的微妙平衡,使问题进一步复杂化。虽然持续炎症是急性期后愈合过程的固有方面,但它可以通过将免疫微环境重塑为促炎状态而对组织再生产生不利影响。为了克服这一挑战,迫切需要一种全面的方法,包括深入了解潜在的生物学机制,开发创新的治疗策略,以及优化现有的治疗方法,以满足个体患者的需求。

用于组织再生的微环境响应纳米药物示意图(图源自Military Medical Research 

微环境响应纳米医学是组织再生和免疫调节的前沿方法,具有几个明显的优势。首先,靶向微环境中特定线索的能力,如pH值、温度或酶活性,有助于将治疗剂精确递送到所需部位,从而最大限度地减少脱靶效应,同时提高疗效。通过响应这些信号,纳米系统可以以可控的方式释放治疗剂,优化在靶点的浓度和持续时间,最终改善治疗效果,同时减少全身副作用。此外,纳米系统的可定制性允许在尺寸、形状、表面化学和有效载荷上进行修改,以促进再生和解决特定组织的免疫调节要求,为临床应用提供多功能性。此外,纳米系统能够在单一配方中共同递送多种治疗剂,如生长因子、药物、核酸和细胞,促进协同效应并调节组织修复和免疫反应调节的多种途径。此外,精确控制释放动力学和定位有助于减少免疫识别和炎症反应,从而促进组织愈合,同时减少不良反应。

因此,综述了微环境响应型纳米药物在支持组织再生和免疫调节方面的最新进展。首先阐明受损组织内局部免疫微环境的独特特征及其在组织再生中的重要功能。接下来,将研究免疫调节纳米系统的结构和性质。最后,讨论了纳米医学作为一种有效的策略,通过协同整合免疫调节来改善组织再生的障碍和临床潜力。


参考消息:

https://mmrjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40779-024-00573-0

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