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工程化细菌外囊泡:胃肠道疾病治疗的新一代纳米治疗平台
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月21日 来源:Journal of Controlled Release 10.5
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针对胃肠道疾病治疗中药物副作用大、靶向性差等问题,研究人员系统综述了细菌外囊泡(bEVs)的生物发生机制、天然治疗活性及工程化改造策略,揭示了其通过调节免疫应答、修复肠屏障和调控菌群稳态等多途径发挥治疗作用的机制,为开发下一代安全高效的纳米疗法提供了新思路。
胃肠道疾病如炎症性肠病(IBD)、结直肠癌(CRC)和幽门螺杆菌感染等,长期困扰全球公共卫生体系。传统治疗手段面临药物依赖、黏膜损伤和菌群失调等挑战,亟需开发新型治疗策略。肠道菌群作为"第二基因组",其分泌的细菌外囊泡(bEVs)因具备天然生物相容性、低免疫原性和高载药能力等优势,正成为纳米医学领域的研究热点。
江西自然科学基金等资助的研究团队在《Journal of Controlled Release》发表综述,系统阐述了bEVs在胃肠道疾病治疗中的应用前景。研究采用文献计量学分析结合实验数据整合,重点考察了来自健康人群肠道菌群的bEVs样本。通过比较不同细菌来源的bEVs特性,建立了工程化改造的技术路线图。
Basics of bEVs
研究首先解析了革兰氏阴性菌(B型OMVs)和阳性菌(E型OMVs)的外囊泡形成机制差异,指出其富含的脂多糖(LPS)、磷脂和核酸等组分赋予其独特的生物活性。透射电镜观察显示,bEVs直径约20-400nm,能通过膜融合或内吞途径进入宿主细胞。
Natural bEVs for GI diseases
实验证明,益生菌源bEVs可通过TLR/NF-κB通路调节Th17/Treg平衡,缓解IBD炎症;其携带的miR-155等分子能增强紧密连接蛋白ZO-1表达,修复肠屏障。在CRC模型中,双歧杆菌bEVs通过下调Bcl-2/Bax比值诱导肿瘤细胞凋亡。
Engineering approaches for modifying bEVs
为提高靶向性,研究团队开发了基因工程改造(展示CD47蛋白逃避免疫清除)、化学修饰(聚乙二醇PEG化延长循环时间)和杂交膜技术(与脂质体融合增强载药量)三大策略。载药实验显示,阿霉素修饰的bEVs在胃酸环境中稳定性提升3倍。
Major challenges and solution
针对分离纯化难题,研究建议采用尺寸排阻色谱结合超速离心法;标准化方面提出建立MISEV指南的bEVs特性鉴定流程。生物安全性评估显示,工程化bEVs在小鼠模型中未引发显著免疫反应。
该研究创新性地提出"天然特性+工程化改造"的双轨策略,突破传统纳米药物的局限性。通过多组学分析证实,工程化bEVs能精准调控肠道微环境,为IBD等疾病的个性化治疗提供新范式。未来需建立GMP生产标准,推动临床转化应用。
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