J Nanobiotechnol | 上海中医药大学刘颖等团队发表肠道纳米颗粒递送和细胞反应的综述

学术   2024-11-07 10:41   河南  


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口服纳米载体在改善药物可及性、促进肠道吸收和增强治疗局部和全身疾病的治疗应用方面发挥着重要作用。然而,粘膜对口服纳米载体的递送效率和细胞反应受到胃肠道中的生理环境和屏障、纳米载体的物理化学性质及其双向相互作用的影响。杯状细胞分泌并形成细胞外粘液,阻碍纳米颗粒的运动。同时,肠上皮细胞可以吸收NP,从而使其转胞吞或降解。相反,纳米粒子诱导的毒性可能是对纳米粒子暴露的生物反应。此外,分泌物中的免疫反应和细胞功能,如粘蛋白、肽和细胞因子,也可能发生改变。

2024年11月1日,上海中医药大学刘颖,冯年平共同通讯Journal of Nanobiotechnology 在线发表题为Intestinal nanoparticle delivery and cellular response: a review of the bidirectional nanoparticle-cell interplay in mucosa based on physiochemical properties的研究论文,该综述根据肠上皮细胞的基本作用及其与免疫细胞的相互作用,讨论了纳米粒子与细胞之间的双向相互作用,重点关注肠上皮细胞和杯状细胞、M细胞和粘膜中的免疫细胞。

综述还讨论了纳米粒子的理化性质如何影响其在肠黏膜中的相互作用、递送和命运的最新进展。从与粘膜细胞相互作用的角度了解具有不同理化性质的纳米颗粒的命运,为先进口服纳米载体递送系统的开发、合理设计、效力最大化和应用提供了必要的支持。

口服途径是治疗各种局部和全身性疾病的重要药物给药途径,具有理想的患者依从性。然而,口服制剂的开发面临着许多挑战,包括药物可药用性差、吸收低且变化大、疗效有限。口服NP具有载体功能,促进肠道吸收,提高口服生物利用度,预防疾病,并具有治疗应用。因此,在过去的二十年里,口服纳米颗粒(NP)的开发引起了相当大的关注。已经出现了各种类型的口服纳米载体(OAN),如以脂质或聚合物为基本成分的有机纳米载体、无机纳米粒子(纯金属、金属氧化物、半导体材料、磷酸钙)和混合纳米粒子。研究OAN和肠细胞之间的相互作用对于了解它们在体内的命运和提高递送效率尤为重要。

鉴于体内肠道微环境中纳米颗粒-细胞相互作用的复杂性,在将其用于设计可转化为临床的特定应用的纳米颗粒之前,仍需要对这一主题进行进一步的研究。综述所讨论的,已经阐明了NP的理化性质对其与GT细胞相互作用的影响以及纳米粒子的最终命运。基于这些研究,基于NP的理化性质和体内相关分配角色的NP差异命运的机制需要进一步研究。例如,NP暴露于GT流体后形成的电晕及其通过粘液层的转移,或NP在细胞转移过程中遇到的分子的性质和类型,仍然未知。已经开发了研究NP理化性质对其在GT中命运影响的先进方法,计算方法被认为是分析这些方面的有力工具。基于人工智能机器的系统可用于筛选纳米材料,预测NP的细胞摄取和运输,并模拟GT的生理环境。深度人工智能可以为口服纳米载体递送系统的研究做出贡献。因此,在未来的研究中应该探索更精确的计算方法。

肠道纳米颗粒递送和细胞反应(图源自Journal of Nanobiotechnology 

此外,利用这种相互作用来提高治疗效果或调节肠道免疫微环境也是一个重要问题。未来的研究应侧重于其他理化因素以及口腔等生理条件对纳米粒子-细胞相互作用的影响。安全性是一个不容忽视的关键问题,应考虑和研究纳米颗粒本身的安全性和OAN对肠细胞的毒性。了解OAN与肠上皮和粘膜组织中细胞之间的相互作用将有助于设计智能或先进的口服制剂,以提高口服药物的生物利用度和效率。

综述讨论了目前对NP通过肠屏障转移以及OAN和肠黏膜细胞之间双向相互作用的理解。综述了OAN的各种理化性质,包括大小、形状、表面电荷、磁性、手性构象以及光学和机械性能,这些性质影响着NP细胞的相互作用及其命运。值得注意的是,由于这些相互作用,NP可能在药物输送中发挥作用,并在局部和全身疾病中发挥预防和治疗作用。

参考消息:

https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-024-02930-6

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