北京哪治白癜风 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/4.仿生纳米粒子技术
使用纳米技术设计疫苗提供了几个关键优势，可用于帮助改进目前临床可用的疫苗。为了进一步提高纳米级平台的实用性，研究人员最近从大自然中寻找灵感。通过数百万年的进化和完善，生命系统已经进化出以高效方式执行复杂功能的能力。现代世界采用的许多技术都是从大自然中改编而来的，其中许多技术每天都在使用。[77]同样，仿生设计原则在纳米医学领域变得越来越普遍，其结果是引入和制造可与生物系统有效交互的多功能纳米粒子平台的简化方法。[78–80]
仿生设计可以增强纳米粒子技术效用的一种方法是通过使用天然配体实现靶向递送。[81]一个突出的例子是精氨酰甘氨酰天冬氨酸(RGD)，它是一种可以在纤连蛋白中找到的结合肽。[82]RGD仅由三个氨基酸组成，是某些细胞粘附过程所需的最小基序。在癌症中，整合素粘附分子在血管生成内皮细胞上过度表达，并作为肽的主要靶标。[83]在一个例子中，使用RGD作为靶向配体增强了紫杉醇向肿瘤的纳米颗粒递送。[84]与非靶向纳米粒子相比，RGD功能化纳米粒子在肿瘤脉管系统中的积累量高出五倍，从而将荷瘤小鼠的存活时间从13天延长至21天。另一种仿生靶向配体是CDX肽，它是在坎多辛的启发下合成的，坎多辛是一种蛇神经*素，以高亲和力和选择性与脑内皮细胞上的烟碱乙酰胆碱受体结合。[85–87]一旦结合，candoxin可随后通过受体介导的转胞吞作用转运至脑细胞。[88]利用这一特性，CDX缀合的纳米粒子已被证明可以穿过血脑屏障，这是一个主要的障碍，通常会阻止传递到中枢神经系统。当用于治疗胶质母细胞瘤时，CDX功能化的胶束显着延长了小鼠的存活率，而缺乏配体的胶束没有任何显着效果。[87]当与RGD结合时，与单独使用任一配体功能化的那些相比，双靶向制剂在颅内U87神经胶质瘤小鼠模型中实现了更好的治疗效果。[89]一些碳水化合物如甘露糖对免疫细胞具有很强的结合亲和力，因此可用于疫苗递送。[90]另一方面，甘露糖特异性凝集素已用于抗菌应用。在一个例子中，麦醇溶蛋白纳米颗粒与凝集素结合，凝集素选择性地结合幽门螺杆菌上的碳水化合物受体。[91]与非靶向纳米粒子相比，增强的结合使含药物的纳米粒子能够抑制细菌生长的两倍以上。许多其他天然衍生的部分已被用于靶向，因为该过程绕过了合成复制复杂受体-配体相互作用的需要。[81,92]
除了靶向相互作用外，纳米颗粒的仿生功能化还可用于调节生物靶标的活性。这对于生物解*特别有用，其中疗法旨在中和对人类健康构成威胁的有*分子的活性。沿着这些路线的创新仿生方法是使用分子印迹聚合物，它模拟抗体的物理特异性以实现中和。[93]目标分子用作模板并与具有各种官能团的可聚合单体溶液混合。单体与模板络合后，进行聚合，有效冻结各组分的定位。去除模板会产生对原始目标分子具有高度特异性的聚合物纳米粒子。以蜂*蜂*素为模板产生的分子印迹纳米颗粒能够中和*素的溶血活性。[94]在体内模型中，印迹纳米颗粒能够使50%的小鼠免于使用致死剂量的蜂*肽，而未治疗的小鼠的死亡率为%。[95]其他仿生平台可以直接对细胞发挥作用，实现这一目标的一种方法是使用天然颗粒。[96]这包括病*或病*样颗粒(VLP)的工程设计，以利用它们侵入和操纵目标细胞的能力。[97]由于其独特的优势，病*纳米粒子已被战略性地用于基因治疗。[98–]在不同类型的应用中，溶瘤病*被设计为专门感染和杀死癌细胞。[–]仿生纳米颗粒设计的其他策略利用了单个配体的生物活性。例如，膜囊泡已被设计为表达程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)，以阻断其相应配体的生物学功能，以防止T细胞衰竭。[]沿着这些思路，有无数的配体可用于设计能够执行广泛的特定生物功能的纳米颗粒。
用天然配体装饰纳米颗粒代表了一种引入理想仿生功能的简化方法。然而，与使用这些单个配体相关的挑战是难以同时结合多个功能。一般来说，使用自下而上的合成策略很难复制自然界中发现的多方面的生物相互作用。为了解决这个问题，一种用于创建多功能纳米粒子的新兴仿生策略已被用于利用细胞膜的独特特性。[]作为生物体的基本单位，细胞参与无数的生物相互作用，因此它们代表了天然靶向配体、功能调节剂和抗原材料的丰富来源。研究人员没有重建复杂的细胞功能，而是直接分离质膜并将它们涂覆在纳米粒子的表面上，以实现更有效的生物界面。[–]将细胞膜忠实地转移到纳米颗粒上，确保所有相关的表面蛋白质和受体都被完整地保留下来。与自下而上的合成技术相比，这种自上而下的膜涂层方法主要是功能驱动的，不需要事先识别单个配体。细胞膜涂覆的纳米颗粒能够执行细胞样的方式，依赖于它们的膜源的功能，并且它们在各种方式被使用，包括用于biodetoxification，[，]靶向递送，[，]和生物成像。[,]特别是对于疫苗开发，细胞膜提供了丰富的多抗原材料来源，可以开发提供更广泛保护的制剂。
用天然细胞膜功能化的纳米颗粒已被证明可用于许多生物医学应用。例如，通过用红细胞(RBC)膜伪装纳米颗粒表面，已经证明免疫系统会将由此产生的纳米颗粒识别为自身而不是外来的。[]这在很大程度上是由于在红细胞膜上发现的表面受体和补体调节蛋白阻止调理素的结合和单核吞噬系统的清除。[]因此，这些纳米颗粒表现出增强的循环，这可以提高封装有效载荷的生物利用度，并使它们能够更有效地达到预期目标。不同的靶向部分也可以很容易地被引入到红细胞膜包被的纳米粒子(RBC-NPs)上以增强递送。除了结合到膜表面之外，其他技术（如脂质插入）也已用于引入靶向功能。[85,,]除了在纳米颗粒表面添加外源性配体之外，还可以通过利用某些细胞类型的质膜上发现的先天受体来实现靶向药物递送。例如，血小板具有多种表面部分，可以自然地与不同的疾病基质结合，包括受损的脉管系统和某些病原体。[–]因此，用血小板膜伪装的纳米颗粒已表现出相同类型的结合亲和力（图2）。[]以这种方式，可以在对纳米颗粒表面破坏最小的情况下实现靶向递送。在另一个例子中，癌细胞已被证明通过同型聚集现象自然地相互结合。[]通过利用这种机制，癌细胞膜包被的纳米粒子已被用于使有效载荷更优先地输送到癌细胞。[]这种靶向现象已被用于癌症治疗模式，例如光热疗法和光动力疗法。[–]
图2.血小板膜包被的纳米粒子。血小板膜是通过反复冻融过程从整个血小板中提取的。然后可以将纯化的膜与纳米颗粒核心融合，从而实现对病原体和受损脉管系统的天然靶向亲和力。经许可转载。[]
总的来说，仿生纳米颗粒平台，包括那些使用细胞膜涂层技术制造的平台，具有令人难以置信的多功能性，并且具有无限数量的潜在应用。最近，它们越来越多地用于设计更有效的疫苗制剂，并且将在以下部分更详细地讨论沿这些方向的开发。
5.仿生抗菌纳米疫苗
年青霉素的发现彻底改变了治疗细菌感染的方式，但最近“超级细菌”病原体的激增表明，病原体耐药性的演变远远超过了我们发现新抗生素的能力。[]因此，不断开发用于治疗耐药性越来越强的细菌的新疗法的策略最终将被证明是徒劳的。为了克服这一点，需要创新策略，包括那些侧重于预防而非治疗的策略，以对抗致病病原体。这是一个仿生纳米技术可以提供显着益处的领域，越来越多的
