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综述:工程化杂交细胞膜纳米系统治疗心血管疾病
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Materials Today Bio 8.7
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这篇综述系统阐述了杂交细胞膜纳米颗粒(HM/NPs)在心血管疾病(CVDs)治疗中的前沿进展,重点探讨了其仿生设计原理(如红细胞-血小板杂交膜)、核心材料选择(如PLGA聚合物)及功能机制(靶向递送、免疫逃逸CD47/SIRPα通路),为突破当前诊疗瓶颈提供了创新解决方案。
心血管疾病(CVDs)作为全球头号死因,每年导致1790万死亡病例,其中急性心肌梗死(MI)和脑卒中占比高达85%。传统治疗面临靶向性差、生物利用度低等挑战,而杂交细胞膜纳米技术通过融合天然细胞膜与合成纳米颗粒的优势,正在重塑心血管治疗格局。
早期研究采用单一细胞膜涂层,如2011年张林团队首创的红细胞膜包裹聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒,显著延长循环时间。2016年Hu等开发的血小板膜纳米载体(PM-NP)通过P-选择素与肿瘤细胞CD44结合实现精准递送。随着技术进步,杂交膜系统应运而生——2017年Zhang团队将红细胞膜与血小板膜融合,首次实现免疫逃逸(CD47介导)与靶向功能(血小板糖蛋白)的协同。
膜提取技术:通过低渗裂解液(含Tris-HCl、MgCl2
)结合差速离心(850×g→15,000×g)获得高纯度膜组分。杂交膜制备:超声破碎后经聚碳酸酯膜挤出,形成100-200 nm均质囊泡。纳米包覆:采用物理挤出(400-600 psi)、超声(4°C保持蛋白构象)或电穿孔(150 V/10 ms脉冲)将膜包裹于PLGA等核心材料,形成典型5-10 nm壳层结构。
透射电镜(TEM)显示杂交膜纳米粒呈现清晰核壳结构,动态光散射(DLS)检测粒径增加约20 nm(对应膜厚度)。蛋白质印迹(WB)证实杂交膜保留双源特征蛋白:如红细胞CD47与血小板P-选择素共表达。在心肌缺血模型中,巨噬细胞-血小板杂交膜纳米粒(BSPC@HM NCs)的靶向效率较单膜载体提升3.35倍,梗死面积减少47%。
尽管杂交膜技术展现出巨大潜力,仍面临自体膜来源限制(需个体化制备)、核细胞膜蛋白易降解(如MerTK保留率<70%)等瓶颈。未来发展方向包括:开发冻干保存工艺、构建通用型膜库(如iPSC衍生膜),以及整合ROS响应型释药系统(如4-辛基衣康酸载体)。通过多学科交叉创新,这类"仿生智能导弹"有望在未来5-10年实现心血管精准医疗的突破。
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