综述:基于脂质的纳米粒子介导的协同递送系统在骨癌治疗中的最新进展:综述
《Journal of Drug Delivery Science and Technology》:Recent strides in lipid-based nanoparticle-mediated co-delivery systems for bone cancer management: A comprehensive review
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时间:2025年11月23日
来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.9
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神经退行性疾病(NDs)由氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍及遗传突变驱动,关键分子机制包括蛋白质错误折叠、ROS生成及自噬受损。生物标志物(αβ-42、tau蛋白、突触核蛋白等)通过脑脊液、血液等检测助力早期诊断。纳米技术通过靶向递送和基因编辑(如CRISPR)改善治疗,减少副作用。多学科进展为精准医学提供新策略。
神经退行性疾病(Neurodegenerative Disorders, NDs)是一类严重影响人类健康的疾病,主要包括阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)、帕金森病(Parkinson’s Disease, PD)、亨廷顿病(Huntington’s Disease, HD)、多发性硬化(Multiple Sclerosis, MS)、肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS)以及朊病毒病(Prion Diseases)等。这些疾病的特点是神经系统中神经元的逐渐损伤和丧失,导致记忆、行为、运动能力等关键功能的下降。神经退行性疾病的发病机制复杂,涉及多种生物学过程,如氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍和基因突变等。这些机制相互作用,共同推动疾病的进展,使得患者出现一系列神经系统功能障碍。
神经退行性疾病的分子机制主要包括活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)的生成、受损的线粒体自噬(mitophagy)、细胞凋亡(apoptosis)以及蛋白质错误折叠(protein misfolding)。这些过程在神经细胞中积累,最终导致细胞死亡和功能丧失。例如,ROS的过量产生会破坏细胞内的抗氧化防御系统,引发氧化应激,从而损伤DNA、蛋白质和脂质等关键生物分子。同时,神经炎症在疾病发展中扮演重要角色,炎症因子的异常激活不仅会损害神经元,还会进一步加剧神经退行性病变。线粒体功能障碍则可能导致细胞能量供应不足,影响神经元的正常运作,并与细胞凋亡密切相关。
为了更准确地诊断神经退行性疾病,科学家们已经开发出多种生物标志物(biomarkers),包括αβ-42、tau蛋白、α-突触核蛋白(α-synuclein)、神经丝蛋白(neurofilaments)以及微小RNA(miRNAs)等。这些标志物可以在脑脊液(Cerebrospinal Fluid, CSF)、血液、唾液和尿液等多种体液中检测到,为疾病的早期识别和精准诊断提供了重要依据。例如,αβ-42是一种由淀粉样前体蛋白(Amyloid Precursor Protein, APP)衍生的短肽,其在脑脊液中的水平下降被认为是阿尔茨海默病的早期信号之一。而tau蛋白的异常磷酸化则与神经元内部形成神经纤维缠结(neurofibrillary tangles)密切相关,这在阿尔茨海默病的病理特征中占有重要地位。
除了生物标志物,神经退行性疾病的诊断还依赖于先进的影像技术、基因检测、脑电图(EEG)和肌电图(EMG)等手段。这些技术不仅能够帮助医生识别疾病的早期迹象,还能提供关于疾病进展和治疗效果的动态信息。例如,磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)可以检测大脑中淀粉样蛋白斑块和tau蛋白缠结的分布情况,为阿尔茨海默病的诊断提供直观的影像依据。而基因检测则可以揭示与疾病相关的遗传突变,如在阿尔茨海默病中常见的APP、PSEN1和PSEN2基因突变,以及在帕金森病中常见的LRRK2和PINK1基因突变。这些遗传信息对于疾病的早期预测和家族性病例的诊断具有重要意义。
神经退行性疾病的危险因素包括年龄、基因突变、环境毒素以及外伤性脑损伤等。其中,年龄是最显著的危险因素,随着人口老龄化的加剧,神经退行性疾病的发生率也在不断提高。此外,某些基因突变与特定疾病的遗传性密切相关,例如亨廷顿病的CAG重复序列扩展、帕金森病的LRRK2突变等。环境因素如重金属暴露、空气污染、农药使用等也可能增加患病风险。外伤性脑损伤则可能引发一系列神经炎症反应,导致长期的神经功能损害,甚至诱发某些类型的神经退行性疾病。
近年来,纳米技术在神经退行性疾病的诊断和治疗中展现出巨大的潜力。纳米粒子(Nanoparticles, NPs)如介孔二氧化硅、磁性纳米粒子、聚合物纳米粒子、金纳米粒子、银纳米粒子和脂质体等,被广泛应用于靶向药物递送、分子成像、基因编辑(如CRISPR和siRNA)以及治疗与诊断一体化(theragnostic)等前沿领域。这些纳米材料能够有效穿越血脑屏障(blood–brain barrier),提高药物在中枢神经系统中的生物利用度,同时减少对全身的毒性作用。此外,纳米技术还能够增强神经保护作用,通过调控炎症反应和细胞应激能力,改善神经元的生存环境。
纳米技术在神经退行性疾病的治疗中也具有重要的应用价值。例如,纳米载体可以用于递送基因治疗药物,以修复导致疾病的关键基因突变。此外,纳米材料还能够作为药物载体,将具有神经保护作用的化合物精准地输送到病变部位,从而提高治疗效果。一些研究表明,纳米技术在促进线粒体自噬、减少氧化应激和抑制异常蛋白聚集方面具有显著优势。这些特性使得纳米技术成为治疗神经退行性疾病的一种有前景的策略。
神经退行性疾病的诊断和治疗是一个多学科交叉的领域,涉及分子生物学、神经科学、生物医学工程和临床医学等多个学科。通过结合先进的诊断技术和纳米材料的应用,研究人员正在探索更精准、更个性化的治疗方案。例如,利用纳米传感器检测特定的生物标志物,可以实现对疾病的早期预警和精准诊断。而纳米药物递送系统则能够提高药物在神经系统中的靶向性和有效性,减少副作用,提高患者的治疗依从性。
尽管纳米技术在神经退行性疾病的研究中取得了显著进展,但仍面临诸多挑战。例如,如何确保纳米材料在体内的安全性和生物相容性,如何优化其在神经系统中的靶向能力,以及如何将这些技术转化为实际的临床应用,都是当前研究的重点。此外,纳米技术的长期效果和潜在的毒副作用也需要进一步评估。因此,未来的研究需要在材料设计、靶向机制、安全性评估和临床转化等方面进行深入探索。
综上所述,神经退行性疾病是一类严重影响人类健康的复杂疾病,其发病机制涉及多种生物学过程,包括氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍和蛋白质错误折叠等。目前,通过生物标志物检测、影像技术、基因分析等多种手段,已经能够实现对这些疾病的早期诊断和精准评估。同时,纳米技术的应用为疾病的治疗提供了新的思路和工具,特别是在药物递送、分子成像和基因治疗等方面展现出巨大潜力。随着科学技术的不断进步,神经退行性疾病的诊断和治疗手段将不断优化,为患者提供更有效的解决方案。
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