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Frontiers in Immunology | 植物源性外泌体样纳米颗粒在免疫调节和牙周炎治疗中的新作用

牙周炎是一种传染性口腔疾病,可导致牙周组织破坏和牙齿脱落。虽然目前牙周炎的治疗方式相较以前已有所改善,但治疗牙周炎及牙周炎所导致的牙周组织破坏仍然是一个挑战。因此,迫切需要探索出一种新的牙周炎治疗策略。研究表明,部分天然产物对牙周炎具有抗菌、抗炎、抗氧化和骨保护的作用,且大部分天然产物都是安全且价格实惠的。其中,植物来源的外泌体样纳米颗粒(PELNs)是一种富含脂质,蛋白质,RNA和其他活性分子的天然纳米载体,显示出进入哺乳动物细胞和调节细胞活性的能力。文献报告表明PELNs在调节免疫功能,炎症,微生物组和组织再生方面具有巨大潜力。此外,PELNs还可以用作药物载体,以增强药物稳定性和体内细胞摄取效率。由于免疫功能,炎症,微生物组和组织再生的调节通常是牙周炎治疗所针对的关键现象,因此PELNs具有治疗牙周炎的有希望的潜力。近日,广州医科大学附属口腔医院口腔预防医学教研室(广东省口腔组织修复与重建工程技术研究中心,广州市口腔再生医学基础与应用在研究重点实验室)于丽娜、吴丽红和Janak团队Frontiers in Immunology杂志上发表了题为“The emerging role of plant-derived exosomes-like nanoparticles in immune-regulation and periodontitis treatment”(2022 Jun 10;13:896745)的综述,述阐述了PELNs在免疫调节和牙周炎治疗中的作用,并评估了其可能的临床应用。该综述还指出了PELNs临床应用所面临的挑战,详细阐述了关于PELNs在免疫调节、抗炎、微生物调节及牙周组织再生中的潜在价值及作用机制,阐述了关于PELNs的可能的工程化修饰的不同策略,并对PELNs在牙周炎的预防及治疗领域的应用前景进行了讨论。
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该综述首先阐述了PELNs的结构、组成、生物发生及分离提取方法,并介绍了PELNs被哺乳动物细胞摄取并释放其内容物的机制(图1)。PELNs可通过膜融合和内吞作用的方式内化,但PELNs能否像哺乳动物外泌体那样通过膜结合或可溶性信号传导诱导细胞反应仍有待进一步研究。
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​图1:PELNs在哺乳动物细胞内内化并释放货物PELNs可介导人体细胞功能和调节微生物群的组成,表现出免疫调节、抗炎、抗肿瘤、调节微生物群的组成、促进组织再生等特性,展示出其作为治疗剂和药物载体在临床应用,尤其是牙周炎预防和治疗中的巨大潜力。宿主的免疫反应、牙周微生物失调和牙周组织的破坏在牙周炎的发生发展过程中其着重要的作用,而PELNs可作用于免疫细胞、牙周微生物和干细胞,发挥抗炎、调节菌群和促进组织再生的作用(图2),从而起到预防和治疗牙周炎的作用。且与传统的化学药物和天然产物相比,PELNs稳定安全且具有治疗和药物传递能力,适用于治疗及日常预防牙周炎。
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图2:PELNs在牙周炎治疗中的潜在应用虽然PELNs在牙周炎的预防和治疗方面显示出各种优势,但仍有一些障碍需要克服。PELNs不能加载大量的药物,其被哺乳动物细胞吸收的具体机制亦不清楚,来自同一种植物的PELNs亦可能有所差异。对PELNs进行修饰可以提高对牙周炎的治疗效果:装载特定的miRNA以调节炎症和菌群,与脂质体融合以增强PELNs的货物装载能力,装载药物以促进PDLSC功能,与富含特殊受体的膜融合或被富含特殊受体的膜的包裹以靶向细胞或细菌(图3)。

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图3:对PELNs修饰以提高其治疗牙周炎的效果该综述阐述了PELNs被哺乳动物摄取吸收并释放内容物的机制,及其在免疫调控、菌群调节和促进组织再生中的作用,揭示了PELNs作为治疗药物及药物传递系统在牙周炎的预防和治疗中的临床应用价值及应用前景。该综述介绍了各种PELNs工程化修饰的不同策略,为未来PELNs疗法的临床转化提供了新的思路。参考文献:The Emerging Role of Plant-Derived Exosomes-Like Nanoparticles in Immune Regulation and Periodontitis Treatment,Front Immunol. 2022 Jun 10;13:896745. doi: 10.3389/fimmu.2022.896745.

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