综述:植物源囊泡样纳米颗粒在炎症性疾病治疗中的研究进展

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Asian Journal of Pharmaceutical Sciences 10.7

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  本文综述了植物源囊泡样纳米颗粒(PDVLNs)在炎症性疾病(IDs)治疗中的应用。PDVLNs 含有多种抗炎物质,具有低免疫原性等优势。文章介绍了其物理特性、组成成分,阐述了在 IDs 中的作用机制,还探讨了工程化 PDVLNs 的疗效及临床试验情况,为相关研究提供参考。

  

1. 引言


炎症的主要症状包括红肿热痛,炎症性疾病(IDs)是由炎症反应失调引发的一系列病症。传统抗炎药物和纳米制剂存在副作用,细胞外囊泡(EVs)因具有运输特性和抗炎物质,成为有潜力的治疗手段,但哺乳动物来源的 EVs 临床应用受限。植物源囊泡样纳米颗粒(PDVLNs)源自植物,具有来源广泛、免疫原性低等优势,在 IDs 治疗方面展现出巨大潜力。

2. PDVLNs 的物理表征和成分分析


对 PDVLNs 进行精确表征,有助于明确其结构、成分与功能的关系,为临床应用提供参考。

2.1 物理表征


PDVLNs 表面多带负电,电位在 - 1 至 -50 mV 之间。其粒径在 20 至 1000 nm,测量方法有动态光散射(DLS)、可调电阻脉冲传感(TRPS)和纳米颗粒跟踪分析(NTA)等,NTA 应用较为广泛。在形态上,PDVLNs 通常呈球形、椭圆形或杯形,扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等可用于观察其形态。

2.2 成分分析


PDVLNs 主要由脂质、蛋白质、核酸和代谢物组成,成分因植物来源而异。脂质中富含磷脂酸(PA)等,对其稳定性和功能有重要作用;蛋白质参与 PDVLNs 的形成等过程,结构相对简单;miRNA 能在细胞间转移,影响宿主细胞;代谢物种类多样,具有潜在治疗价值。

3. PDVLNs 在 IDs 中的作用


了解 IDs 的发病机制,有助于开发有效的抗炎策略,PDVLNs 在 IDs 治疗中展现出多方面的潜力。

3.1 IDs 的发病机制


IDs 发病机制分为三个阶段:诱导阶段,组织损伤、病原体感染等因素可激活模式识别受体,引发炎症反应;传感器和介质阶段,炎症信号激活白细胞等,释放多种炎症介质;效应器作用阶段,炎症信号作用于效应细胞,维持组织稳态。

3.2 IDs 的类型及其对疾病的影响


炎症若持续发展,会进入慢性炎症阶段,引发多种疾病。IDs 的异常免疫反应可导致组织器官的病理变化。急性炎症可由多种因素诱发,若炎症失衡会造成组织器官损伤,如急性冠状病毒感染(COVID-19)。慢性炎症由长期病原体入侵或刺激引发,与自身免疫疾病、癌症等密切相关。

3.3 PDVLNs 作为炎症治疗的药物


根据抗炎机制,可将现有 PDVLNs 分为三类:

  • 清除策略:包括作为活性氧(ROS)清除剂,如葡萄柚、蓝莓等来源的 PDVLNs 能调节 ROS 水平,发挥抗炎作用;以及作为免疫原清除剂,可抑制炎症细胞因子的分泌,如人参、马齿苋等来源的 PDVLNs。
  • 阻断策略:调节白细胞 - 内皮细胞相互作用,如生姜、西兰花等来源的 PDVLNs 可减少炎症细胞的募集;阻断 Toll 样受体(TLRs),人参、生姜等来源的 PDVLNs 可调节炎症反应。
  • 调节金属离子:调节铁离子,如刺槐来源的 PDVLNs 可抑制缺氧介导的铁死亡;调节钙离子,山药、葛根等来源的 PDVLNs 可促进钙沉积,预防骨质疏松。

3.4 PDVLNs 作为治疗性药物递送系统


PDVLNs 可作为药物纳米载体,具有生物相容性好、免疫原性低等优势。

  • 递送小分子药物:可通过被动加载或主动加载的方式负载小分子药物。如用葡萄柚来源的 PDVLNs 负载甲氨蝶呤(MTX),能降低毒性并维持疗效;用苦瓜来源的 PDVLNs 负载 5 - 氟尿嘧啶(5-FU),可增强抗癌效果。
  • 递送核酸药物:PDVLNs 可作为基因纳米载体,递送治疗性 RNA。如用葡萄柚来源的 PDVLNs 递送 miR17,能抑制脑肿瘤生长;用生姜来源的 PDVLNs 递送 siRNA,可沉默相关基因表达。

4. 工程化 PDVLNs 在 IDs 中的治疗效果


天然 PDVLNs 存在生物活性分子含量低、靶向性不足等问题,工程化 PDVLNs 可改善这些问题,主要包括膜工程和人工仿生等策略。

4.1 膜工程


  • 物理修饰:通过物理混合将 PDVLNs 与生物材料结合,可用于组织工程和再生医学;膜杂交能增强 PDVLNs 的靶向性和功能;膜伪装可使 PDVLNs 包裹纳米颗粒,实现靶向给药和刺激响应性药物释放。
  • 化学修饰:共价修饰可将活性分子或纳米材料与 PDVLNs 结合,增强其靶向性和治疗效果;非共价修饰通过疏水作用或受体配体结合,实现药物的定向递送和功能增强。

4.2 人工仿生 PDVLNs


通过提取 PDVLNs 中的磷脂等成分,重新构建纳米载体,可实现药物的高效递送和疾病治疗。如用葡萄柚、生姜等来源的 PDVLNs 重构纳米载体,在胶质瘤、结肠癌等疾病治疗中展现出良好效果。

5. PDVLNs 的临床试验


目前,已有多项关于 PDVLNs 的临床试验注册。如葡萄来源的 PDVLNs 用于预防头颈部癌症患者化疗相关口腔黏膜炎的试验已完成;植物外泌体负载姜黄素治疗结肠癌的 I 期临床试验正在进行中。但 PDVLNs 的临床试验仍面临一些挑战,如生产过程需符合 GMP 标准,缺乏标准化的提取和表征方法等。

6. 结论与展望


IDs 是常见疾病,现有治疗药物副作用大。植物源药物具有多种优势,PDVLNs 作为新型治疗手段,具有广阔的应用前景。但在临床转化前,还需解决生产方法升级、提高药物封装效率、深入研究工程化 PDVLNs 等问题。未来需整合相关研究,建立完善的理论和监管体系,推动 PDVLNs 在临床中的应用。

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