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综述:仿生纳米囊泡新成员:杂化膜纳米囊泡的功能特性与研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月07日 来源:Biotechnology Advances 12.1
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这篇综述系统探讨了杂化膜纳米囊泡(HMNVs)的制备方法、表征技术及跨屏障运输优势,指出其整合天然细胞外囊泡(EVs)与人工纳米囊泡(ANVs)特性,在疾病标志物检测、靶向给药及阿尔茨海默病(AD)等治疗中的突破潜力,为纳米载体功能拓展提供新思路。
仿生纳米囊泡新成员:杂化膜纳米囊泡的功能突破
Abstract
近年来,天然细胞外囊泡(EVs)与人工纳米囊泡(ANVs)凭借独特的生物学特性,在病理检测与疾病治疗中展现出显著优势。然而,两者均存在固有缺陷:EVs面临产量限制,而单膜纳米囊泡(SMNVs)存在靶向性挑战。杂化膜纳米囊泡(HMNVs)通过融合两者优势,为纳米材料应用开辟了新路径。
Introduction
仿生纳米囊泡(BNVs)作为生物学、材料学与医学交叉领域的重要载体,主要包括EVs和ANVs两大类。其中,ANVs可进一步细分为SMNVs(如脂质体、纳米胶囊)和HMNVs。EVs由体内多种细胞分泌,通过运输蛋白质、RNA、DNA等功能物质参与细胞间通讯,并具备高生物相容性、低免疫原性及跨越生理屏障(如血脑屏障)的能力。然而,EVs存在载药效率低、靶向性不足等问题。相比之下,脂质体等SMNVs虽能增强药物(如紫杉醇、siRNA)疗效,但稳定性差且水溶性药物包封率低。HMNVs通过物理制备、化学诱导或生物转化技术整合EVs与SMNVs特性,兼具双亲囊泡的靶向性并突破单一囊泡的功能局限。
Preparation and characterization of BNVs
HMNVs的制备技术是功能研究的基础。与天然EVs不同,ANVs依赖薄膜水化、溶剂注入等人工干预手段。例如,脂质体可通过冻融循环与EVs融合形成HMNVs,保留膜结构完整性的同时提升载药效率。表征技术包括动态光散射(DLS)分析粒径、透射电镜(TEM)观察形态,以及质谱鉴定膜蛋白组成。
Key benefits of HMNVs
HMNVs能最大程度保留EVs与SMNVs的活性成分,如脂质体包裹的化疗药物或EVs内源性miRNA。这种协同效应不仅增强靶向性,还显著提高药物在病灶部位的富集度。实验证明,以EVs为核心的HMNVs在穿越胃肠道屏障时,其结构稳定性优于传统纳米系统。
_Trans_-barrier transport of HMNVs
HMNVs的跨屏障能力是其临床转化关键。EVs固有的生物信息传递特性赋予HMNVs突破血脑屏障(BBB)的潜力,为AD等神经系统疾病治疗提供新策略。例如,载有抗氧化剂的HMNVs可减少脑内β-淀粉样蛋白沉积,缓解神经炎症。
The biological functions of HMNVs
自2016年Sato团队首次报道脂质体-EVs冻融杂化系统以来,HMNVs在疾病标志物检测(如癌症特异性miRNA)、免疫调节(如肿瘤疫苗开发)及组织修复(如心肌梗死)中的应用不断拓展。其双亲膜结构可同时负载疏水性药物(如姜黄素)与亲水性基因药物(如siRNA),实现协同治疗。
Challenges and outlook
尽管前景广阔,HMNVs仍面临规模化生产、标准化表征及体内代谢机制不明等挑战。未来需优化制备工艺以提高批次一致性,并探索其与免疫系统的相互作用机制。
Conclusion
HMNVs作为EVs与SMNVs的“超级杂交体”,在疾病诊疗中展现出多维优势。从材料设计到临床转化,其发展将推动纳米医学向精准化、个性化迈进。
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