上海交大劉盡堯團隊《Adv. Drug. Deliver. Rev.》綜述:活性微生物材料表面修飾與藥物遞送
2022-07-19 來源:高分子科技
活性微生物材料既可作為治療試劑,也可作為藥物載體,對多種疾病的治療顯示出巨大潛力。但是,活性微生物材料不耐受外界不利環境因素、容易導致生物利用度低,往往只能引起有限的治療響應。此外,與微生物材料表面相關的免疫原性使其在體內應用時存在一定的安全風險,進一步限制了微生物療法的臨床轉化與應用。表面修飾成為解決上述問題的一種行之有效的策略,它不僅能提高活性微生物材料抵抗環境威脅的能力,還賦予其本身所不具備的多種外源性功能。通過表面修飾可有效操控微生物的生物學行為,提高微生物制劑的生物利用度以及所裝載藥物在病灶部位的富集,從而改善疾病的最終療效。鑒于微生物療法的重要性和所取得的飛速發展,上海交通大學分子醫學研究院劉盡堯團隊受邀對該領域進行綜述,系統介紹了細菌表面修飾技術的最新研究進展,特別是單個細菌的表面裝飾與涂層策略;進一步討論了表面修飾細菌作為藥物載體在癌癥治療、腸道相關疾病治療、生物成像和診斷中的應用前景和挑戰,并對表面修飾細菌未來的臨床轉化潛力進行了展望,助力下一代細菌生物療法的開發。
表面修飾是指利用物理、化學或生物技術對活性微生物材料表面進行涂層或改性,以引入與其原始性能不同的其他目標功能。細菌之間的交流以及細菌與其周圍環境之間的相互作用與細菌表面的結構和特征密切相關。一旦細菌表面發生變化,就可以觸發特定的生理信號和反應,從而操控細菌的生物行為和功能。該綜述從物理化學和生物學方法的角度詳細地介紹了細菌的表面修飾技術。細菌的外膜由肽聚糖、磷壁酸、脂多糖和蛋白質等多種物質組成,其表面呈負電,并具有羥基、羧基和氨基等多種官能團,這些共性分子為借助共價偶聯、靜電相互作用及疏水相互作用等物理化學方法對細菌進行表面修飾提供了便捷。另外,隨著細胞膜工程技術、合成生物學和微生物學的發展,膜包裹隱身策略、受體-配體相互作用、基因工程、代謝標記等生物學方法也在細菌表面修飾方面取得了階段性的發展。未來,生物學、化學、工程學和材料科學等學科的進一步融合將推進細菌表面修飾這一交叉學科研究領域的快速發展。
該綜述以“Decorated bacteria and the application in drug delivery”為題發表于Advanced Drug Delivery Reviews。上海市腫瘤研究所吳馮助理研究員為第一作者。該工作得到科技部重點研發計劃課題、國家自然科學基金委面上和青年項目、上海市高水平地方高校創新研究團隊項目以及上海市腫瘤研究所種子計劃支持。
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(責任編輯:xu)
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