综述:先进纳米材料平台靶向治疗心肌缺血再灌注损伤

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Research 10.7

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  这篇综述系统阐述了纳米材料靶向递送系统在心肌缺血再灌注损伤(MIRI)治疗中的突破性进展,重点分析了生物仿生(如细胞膜包被纳米颗粒)、无机(金属/非金属纳米酶)、水凝胶等材料的优势,及其通过调控炎症(NF-κB)、氧化应激(ROS)、钙超载(Ca2+)等多通路协同治疗的机制。

  

心肌缺血再灌注损伤的病理机制

心肌缺血再灌注损伤(MIRI)是血运重建后发生的复杂病理过程,涉及炎症激活、氧化应激、钙超载、铁死亡、线粒体功能障碍和微血管阻塞六大核心机制。其中,线粒体作为"损伤中枢"通过mPTP(线粒体通透性转换孔)持续开放触发细胞凋亡/坏死;而ROS(活性氧)与炎症因子(如TNF-α/IL-1β)形成正反馈循环,进一步加剧损伤。值得注意的是,铁死亡作为新型程序性死亡方式,通过GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4)活性丧失和脂质过氧化积累驱动心肌细胞死亡。

生物仿生纳米材料的突破

单核/巨噬细胞膜仿生系统:如Pd@CeO2-M纳米颗粒通过Mac-1/CD44与P-选择素/ICAM-1结合实现炎症靶向,同时具备抗氧化和促血管生成功能。经TNF-α受体修饰的巨噬细胞膜纳米颗粒(MMNPmiR199a-3p)可高效递送miR199a-3p,使梗死面积减少40%。

血小板-中性粒细胞杂化膜系统:CST@CMEV纳米囊泡通过三阶段靶向(中性粒细胞趋化→抗体结合→缓释catestatin)实现病灶核心精准递送。而B-P@PLT血小板膜纳米颗粒在超声触发下可控释放NO,显著改善微循环障碍。

无机纳米酶的创新设计

单原子铂纳米酶(PtsaN-C)展现SOD/CAT/GPX多酶活性,通过Pt-N4-C配位结构清除O2•?、H2O2等自由基。锰基纳米酶(Mito-Fenozyme)结合TPP(三苯基膦)实现线粒体靶向,而TA-Ce NCs(单宁酸-铈纳米簇)通过SR-B1受体介导心肌特异性蓄积。

智能响应型递送系统

ROS响应型水凝胶在梗死区按需释放bFGF(碱性成纤维细胞生长因子),而MMP-9敏感型胶束可动态释放SDF-1α(基质细胞衍生因子1α)招募干细胞。导电聚吡咯水凝胶更通过恢复电信号传导改善心脏收缩功能。

临床转化挑战与展望

尽管纳米材料在动物模型中展现显著疗效(如猪模型梗死面积减少50%),但长期生物安全性(如铂蓄积)、规模化生产一致性、以及复杂病理微环境适应性仍是转化瓶颈。未来需开发可降解多功能纳米平台,并通过非人灵长类模型验证其协同治疗效果。

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