综述:纳米技术与细胞死亡:纳米颗粒策略在疾病治疗中的革命性应用

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:VIEW 8.5

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  这篇综述系统阐述了纳米颗粒(NPs)通过调控细胞死亡(如凋亡、焦亡、坏死性凋亡、自噬和铁死亡)治疗疾病的创新策略,重点探讨了NPs独特的理化性质、表面修饰技术及其在靶向递送、免疫调节和组织再生中的应用,为复杂疾病治疗提供了多学科交叉的解决方案。

  

纳米技术与细胞死亡:疾病治疗的革命性策略

纳米颗粒的特性与设计

纳米颗粒(1-100 nm)凭借表面等离子共振(SPR)、增强渗透滞留效应(EPR)等特性,通过聚乙二醇化(PEGylation)和靶向配体(如RGD肽)修饰实现精准递送。金纳米颗粒(AuNPs)和介孔二氧化硅(MSNs)等载体可响应肿瘤微环境pH值或酶触发释放药物,如pH响应型 NPs在pH 6.0-6.5时释放阿霉素的速度比正常组织快3倍。

细胞死亡的精准调控

凋亡:TiO2 NPs通过线粒体电压依赖性阴离子通道(VDACs)促进细胞色素c释放,而银 NPs(15 nm)通过DR5受体激活caspase-8,使A549细胞caspase-8活性12小时内提升40%。
焦亡:铜-醌-葡萄糖氧化酶 NPs(CQG NPs)产生活性氧(ROS)激活AIM2炎症小体,切割GSDMD形成膜孔释放IL-1β;而创伤性脑损伤中,CAQK肽修饰的β-乳球蛋白 NPs能阻断GSDMD-NT孔形成,使IL-1β减少62%。
铁死亡:CuCP Lipo NPs通过Cu2+介导芬顿反应产生·OH,使4T1肿瘤中丙二醛(MDA)增加3.1倍;而聚多巴胺 NPs(PDA NPs)则通过螯合Fe2+(Kd=1.2×10-6 M)抑制铁死亡。

超越细胞死亡的治疗应用

在代谢调控中,液态金属 NPs通过表面葡萄糖氧化酶抑制糖酵解,联合光热疗法(PTT)使肿瘤热耐受性降低。免疫调节方面,锰掺杂 NPs激活STING通路,使树突状细胞(DCs)成熟率提高47%。血管抑制策略中,负载贝伐单抗的 NPs阻断血管内皮生长因子(VEGF),减少肿瘤血管生成。

临床转化挑战与前景

尽管NPs在穿透血脑屏障(BBB)和肿瘤靶向方面表现优异(如谷胱甘肽修饰 NPs的BBB穿透效率提升3.2倍),但长期毒性仍需关注——18 nm氧化铁 NPs持续蓄积可诱发肝纤维化。未来需优化尺寸/表面化学平衡靶向性与安全性,如丝状 NPs(长径比10:1)对巨噬细胞结合力比球形 NPs高2.3倍,更利于M2向M1极化。

结语

从多死亡通路协同干预到智能诊疗一体化,纳米技术正重塑疾病治疗范式。通过整合"细胞死亡整体观"与精准纳米工程,将为肿瘤、神经退行性疾病等复杂病症提供突破性解决方案。

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