Adv Mater综述：通过工程性纳米递送材料进行细胞重新编程

纳米技术

2022-04-12

在可再生医学领域进入纳米技术目前是非常基础的创新发展，有望在生物医疗领域实现令人激动的发展。近日，该领域最重要的一项发展进步是通过纳米尺度结构影响细胞的命运。目前研究者能够通过直接重新细胞编程的方式，对合适的细胞进行非常有效的调控，控制细胞的功能和命运，因此奠定了药物输送系统、再生医学、疾病重塑等领域的突飞猛进。通过使用病毒或者非病毒性传输体系，能够向细胞中引入单个转录因子或其组合的方式，但是目前方法本身存在局限性。

病毒性方法包括将细菌组装到细胞的基因组中，这个过程导致脱离控制的沉默倾向，降低复制的能力和细胞特异性，在免疫反应的作用发生中和；非病毒性细胞编程技术通常面临着较低的表达效力。

目前人们更多的使用纳米材料解决病毒性和非病毒性方法的局限性，并利用纳米材料的较小尺寸和高比表面积优势，克服病毒性/非病毒性方法的效力。

有鉴于此，墨尔本大学David R. Nisbet等综述报道目前细胞编程领域一些最重要的进展，对纳米材料作为细胞重新编程传输技术的关键发展进行总结和讨论。

本文要点：

(1)

近些年间发展的一系列方法学，能够有效的改善细胞编程的效力。在通常的细胞重新编程方法中，细胞首先被转变为诱导多功能干细胞（iPSC），随后进行分化成为不同细胞系，产生大量可编程细胞。

虽然这些技术进步非常重要，但是存在着表观遗传和遗传异常问题、伴随着更高的免疫原性和致瘤性风险。此外，这些方法中存在转化效率低下，重新编程速率缓慢，分化不稳定等缺点和不足，都为iPSC技术的医疗应用设置障碍。

(2)

通过发展高效安全的细胞重新编程技术对于发展下一代先进体外诊疗技术而言非常重要。目前的细胞编程技术需要改善和提高疗效、安全性、靶向性、编程传输能力等问题，材料科学的发展能够为克服这些具有挑战性的问题提供更多机会，为细胞编程诊疗技术成为临床可应用技术提供机会。

参考文献

Shiva Soltani Dehnavi, Zahra Eivazi Zadeh, Alan R Harvey, Nicolas H. Voelcker, Clare L. Parish, Richard J. Williams, Roey Elnathan, David R. Nisbet, Changing Fate: Reprogramming Cells via Engineered Nanoscale Delivery Materials, Adv. Mater. 2022,

DOI: 10.1002/adma.202108757

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202108757