金纳米颗粒形态依赖性肝毒性机制及类器官评估模型研究2025-04-28 08:49:45
金纳米颗粒因其独特的物理化学性质,在生物医学应用领域展现出巨大的潜力,是当前最具前景的纳米材料之一。然而,金纳米颗粒潜在的肝毒性严重限制了其临床转化。目前,金纳米颗粒的毒性作用机制尚未完全阐明,这成为其获得临床应用和监管批准的主要障碍。肝类器官的构建为研究金纳米颗粒的毒性机制提供了有力的工具。利用肝脏类器官模型系统研究了两种不同纳米形态的金纳米颗粒——金纳米球和多刺金纳米分支的毒性效应。研究结果表明,与球形金纳米球相比,具有较高尖刺度和尖端曲率的多刺金纳米分支表现出更显著的细胞毒性。进一步机制研究表明,多刺金纳米分支的刺突结构可诱导肝脏组织中线粒体损伤、氧化应激及代谢紊乱。这些毒性效应在小鼠模型中也得到了验证,证实了肝脏类器官模型的可靠性,表明了类器官可作为快速筛选纳米材料毒性及探索其作用机制的重要工具。
为进一步解决类器官在纳米材料毒性研究中的局限性,研究者开发了三维浮动类器官平台,以优化纳米材料的安全性评估。该平台培养的类器官具有更均匀的尺寸和更高的结构完整性,同时提升了纳米颗粒的内吞效率。基于该平台的研究发现,氧化锌纳米颗粒会引发显著的细胞毒性,而金纳米颗粒则未观察到明显的毒性效应,证实了金纳米颗粒良好的生物安全性。类器官提供了体外模拟器官和组织特征的平台。相比于二维细胞培养和体内动物模型,类器官为研究各种疾病提供了一个更为有效的模型。开发了口服生物玻璃微球用于治疗炎症性肠道疾病。生物玻璃微球提取物预处理后减少了巨噬细胞中炎性细胞因子的产生,从而减轻了脂多糖对肠道类器官的损伤。该项研究利用肠道类器官作为体外模型验证了生物玻璃在减少肠道炎症损伤方面的作用,为进一步验证体内治疗效果奠定了基础。
出自《无机活性材料在类器官研究领域的应用》作者:马文平,韩雅卉,吴成铁.