综述：植物源纳米结构在纳米医学中的新兴作用

《International Journal of Nanomedicine》：Emerging Role of Plant-Derived Nanostructures in Nanomedicine

本综述系统阐述了植物源纳米结构（PDNSs）作为天然纳米药物的前沿进展，涵盖其结构分类、制备方法、表征技术及生物医学应用。PDNSs凭借其独特的生物相容性、自主形成能力和多模态功能，在药物递送、癌症干预、炎症性疾病治疗及组织再生等领域展现出巨大潜力，为克服传统合成纳米材料的局限性提供了绿色解决方案。

　　

植物源纳米结构（PDNSs）代表了一类极具前景的天然纳米药物，它们将治疗功能与药物递送系统融为一体。这些自组装的纳米系统，包括纳米颗粒（PDNPs）、纳米囊泡（PDNVs）、外泌体（PDEOs）和纳米纤维（PDNFs），利用生物活性植物成分克服了合成生物材料存在的免疫原性和靶向性不佳等局限。PDNSs展现出高生物相容性、自主形成和多模态功能等独特优势。

植物源纳米结构的理解

植物源纳米结构是通过植物固有成分（如细胞膜、细胞器以及多酚、萜类、生物碱、多糖等生物活性分子）在非共价相互作用（如氢键、疏水效应、π-π堆积）下自发自组装形成的纳米尺度结构。它们不同于基于植物成分（如脂质、蛋白质、糖类）体外制备的纳米形式，保留了其植物来源的天然化学和生物活性特性。PDNSs主要分为四大类：植物源纳米颗粒（PDNPs）具有疏水核心和两亲性外壳，主要包载脂溶性成分；植物源纳米囊泡（PDNVs）具有典型的双层膜结构，内部包含水性腔室，可同时包载亲水和疏水成分；植物源外泌体（PDEOs）是细胞分泌的膜包被纳米囊泡，在细胞间通信中发挥重要作用；植物源纳米纤维（PDNFs）则源自植物细胞壁和结构成分，在组织工程等领域应用广泛。

植物源纳米结构的制备与表征

PDNSs的制备通常采用自上而下的方法，涉及将植物原材料破碎成纳米级颗粒。流程包括植物原料的预处理、机械破碎或溶剂提取、差速离心去除碎片，以及通过超速离心、密度梯度离心、尺寸排阻色谱等技术进行富集和纯化。纳米纤维的制备则常采用静电纺丝等技术。制备后的PDNSs需要全面的表征，包括动态光散射（DLS）和纳米颗粒跟踪分析（NTA）用于分析粒径和浓度，透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）用于观察形态，以及Western blotting、质谱（MS）等技术用于成分分析。优化储存条件（如使用冷冻保护剂在-80°C或液氮中保存）对于维持其结构和功能稳定性至关重要。

治疗与递送的一体化机制

PDNSs的核心优势在于其治疗与递送功能的一体化整合。其天然的生物活性成分（如姜黄素的抗炎作用通过抑制NF-κB实现）贡献了直接的药理活性。同时，PDNSs作为有效的纳米载体，可通过静电吸附、共价结合、疏水包封和主动加载等多种策略负载外源性药物。这种双重功能产生了协同治疗效果：天然活性成分调节细胞通路，而递送的药物靶向特定分子位点。PDNSs的表面配体有助于通过受体特异性结合实现主动细胞靶向，并通过EPR效应实现组织积聚。该系统还能实现程序化药物释放，包括表面结合药物的立即释放、膜嵌入药物的持续释放以及核心负载药物的刺激响应性（如pH/酶触发）释放。

植物源纳米结构的生物医学应用

PDNSs的生物医学应用极为广泛。在药物递送方面，PDNVs和PDEOs作为生物相容性载体，在递送siRNA、mRNA等核酸药物以及小分子化疗药物（如阿霉素）方面表现出色，甚至能够穿越血脑屏障（BBB）用于脑部疾病治疗。在癌症干预领域，PDNSs通过其自身活性或负载的外源性药物，在多种癌症模型（如黑色素瘤、结肠癌、胶质瘤、三阴性乳腺癌）中显示出抑制肿瘤生长、诱导癌细胞凋亡、调节肿瘤微环境（如促进M1型巨噬细胞极化）等作用。对于炎症性疾病，如炎症性肠病（IBD）、神经炎症和特发性肺纤维化（IPF），PDNSs通过下调促炎细胞因子（如TNF-α, IL-6）、上调抗炎细胞因子（如IL-10）、抑制NF-κB等信号通路，并调节肠道微生物群，有效缓解炎症症状。在伤口愈合与组织再生方面，PDNSs通过促进成纤维细胞迁移、胶原合成、血管生成以及调节巨噬细胞向M2表型极化，加速慢性伤口愈合和骨、软骨等组织修复。此外，PDNSs在呼吸系统疾病、代谢性疾病（如脂肪肝）、心血管疾病、肌肉萎缩、阿尔茨海默病等多种复杂疾病的治疗中也展现出巨大潜力。

未来展望

尽管PDNSs前景广阔，但其临床转化仍面临规模化生产、批次间差异、标准化、监管路径不明晰、长期安全性数据缺乏以及靶向精度有待提高等挑战。未来的研究应聚焦于理性工程策略（如表面功能化、构建杂化纳米系统）、解决可扩展性和标准化问题，并优先探索在局部和口服递送等领域的应用，加强产学研合作，以推动这些天然纳米平台向临床治疗方案的转化。植物源纳米结构有望架起天然药物与精准纳米医学之间的桥梁，开创绿色纳米医学的新纪元。