川大郭俊凌Chemical Society Reviews：由天然构件组装而成的纳米结构颗粒用于先进疗法

一、【导读】

近年来，新型治疗策略为疾病的管理和治疗带来了新的范例。例如，过继细胞疗法（例如，工程循环和免疫细胞）、免疫疗法（例如，直接免疫调节剂、单克隆抗体、检查点抑制剂、溶瘤病毒和疫苗）、基因疗法（例如，基因沉默、RNA 干扰、反义疗法、基因和基因组编辑）、和主动靶向药物递送（例如，抗体-药物偶联物）引发了围绕先进疗法设计的基本和应用问题。

纳米结构颗粒是直径大约从十到几百纳米的胶体颗粒，具有实心、中空或核壳结构。由于它们的小尺寸和易于调节的形态和表面特性，纳米结构颗粒已广泛应用于各种生物医学应用，包括传感和诊断、医学成像以及药物、基因和疫苗的传递。与传统药物制剂相比，基于纳米颗粒的药物递送系统具有明显的优势，例如：(1) 增加药物溶解度和稳定性；(2) 以受控或局部方式释放药物；(3) 克服生物屏障。这些优势促使研究人员开发了许多用于治疗应用的粒子平台。

二、【成果掠影】

近日，四川大学郭俊凌教授团队联合澳大利亚墨尔本大学Frank Caruso教授团队在Chemical Society Reviews发表了一篇关于由天然构件组装而成的纳米结构颗粒用于先进疗法的综述。这篇综述及时而全面地总结了在快速发展的先进疗法领域中广泛使用天然构件的情况，并提供了对纳米结构颗粒的特定见解。专注于使用天然构件组装纳米结构粒子的最新概述，并总结其在先进疗法（包括过继细胞疗法、免疫疗法、基因疗法、主动靶向药物递送、光声疗法和成像、光热疗法和联合疗法。）强调了不同天然构件的优缺点的交叉比较，以阐明此类生物衍生纳米粒子的关键设计原则，以提高其性能和采用率。还讨论了当前的挑战和未来的研究方向，这将加速我们对设计、工程和应用纳米结构粒子进行先进治疗的理解。文章题目为“Nanostructured particles assembled from natural building blocks for advanced therapies”。

三、【数据概况】

图 1使用生物衍生的天然构件开发纳米结构颗粒用于先进疗法© RSC

图 2白蛋白纳米粒子在靶向治疗中的应用© RSC

图 3基于铁蛋白的纳米粒子在疫苗接种和化学光热治疗中的应用© RSC

图4明胶基纳米颗粒在光动力治疗和多种药物胞内控序释放中的应用© RSC

图 5用于先进疗法的不同脂质纳米颗粒的结构比较© RSC

图 6基于脂质体的纳米粒子在靶向和光动力基因治疗中的应用© RSC

图 7脂质纳米粒在 mRNA 疫苗和基因治疗中的应用© RSC

图 8SLN 在靶向放射和基因治疗中的应用© RSC

图 9基于CS的纳米粒子在靶向治疗中的应用© RSC

图 10基于HA的纳米颗粒在靶向给药中的应用© RSC

图 11基于葡聚糖的纳米颗粒在过继性癌症免疫治疗和靶向给药中的应用© RSC

图 12用于小分子儿茶酚胺的纳米材料© RSC

图 13用于光热疗法的 PDA 纳米粒子© RSC

图 14用于免疫治疗的 PDA 纳米颗粒© RSC

图 15用于控制药物释放的 PDA 包被的纳米颗粒© RSC

图 16用于受控药物递送和癌症化学光疗的 PDA 胶囊© RSC

图 17支持 PDA 的单细胞封装© RSC

图 18基于金属-酚醛网络的纳米粒子© RSC

图 19自组装 MPN 纳米粒子用于医学成像、药物控制释放和协同化疗© RSC

图 20纳米颗粒上 MPN 涂层调节的生物-纳米相互作用© RSC

图 21用于医学成像和受控药物输送的工程多功能 MPN 胶囊© RSC

图 22用于靶向给药的多酚-蛋白质纳米颗粒© RSC

图 23支持多酚的细胞工程© RSC

图 24红细胞膜基纳米粒子作为仿生药物载体的应用© RSC

图25PLT膜基纳米粒子作为仿生药物载体的应用© RSC

图26白细胞膜基纳米粒子作为仿生药物载体的应用© RSC

图 27基于癌细胞膜的纳米粒子在癌症靶向治疗中的应用© RSC

图 28典型外泌体的关键成分© RSC

图 29MSCs 衍生的外泌体纳米颗粒在免疫治疗中的应用© RSC

图 30来自癌细胞的外泌体纳米颗粒在靶向癌症治疗中的应用© RSC

图 31来自其他来源的外泌体纳米颗粒在靶向治疗中的应用© RSC

图 32总结不同天然构件的关键功能特性及其在先进疗法设计中的用途© RSC

图 33将天然构建块工程化为粒子的设计原则© RSC

图 34从天然构件开发纳米结构颗粒的跨学科方法，用于新兴的先进治疗应用© RSC

四、【成果启示】

改善医疗保健结果是材料科学领域最重要的目标之一，但在不同生物水平和生物纳米相互作用方面存在一系列相关挑战。 这也为材料科学提供了有趣的生物启发策略，还为新材料的设计和工程提供了一个多功能的构建模块工具箱。通过使用生物衍生化合物作为基本构件来开发纳米结构颗粒，加速了治疗一系列疾病的治疗进展。一系列先进疗法已成为疾病管理和治疗的新范式，导致临床前和早期临床研究取得突破。但是尽管在使用天然构件进行先进疗法方面取得了重大进展，但仍存在一些挑战，需要对纳米结构粒子系统进行创新的重新设计，这条路还需要更多的材料人为之奋斗。

参考文献：Ju, Y.; Liao, H.; Richardson, J. J.; Guo, J.; Caruso, F., Nanostructured particles assembled from natural building blocks for advanced therapies.Chem Soc Rev2022.