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  細(xì)胞膜涂層技術(shù)近年來(lái)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域掀起革命，通過(guò)仿生策略賦予材料天然細(xì)胞的生物界面功能。近日，四川大學(xué)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心主任/生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)王云兵教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合西安市中心醫(yī)院心內(nèi)科潘軍強(qiáng)主任醫(yī)師等在《ACS Nano》發(fā)表綜述：Engineered Cell Membrane Coating Technologies for Biomedical Applications: From Nanoscale to Macroscale，系統(tǒng)總結(jié)了細(xì)胞膜涂層技術(shù)的制備方法、功能化策略及多元應(yīng)用。綜述中創(chuàng)新性地闡述了細(xì)胞膜涂層載體由納米到宏觀尺度的應(yīng)用拓展，并展望其臨床轉(zhuǎn)化潛力與挑戰(zhàn)。

  傳統(tǒng)生物材料常因免疫排斥、毒性等問(wèn)題限制其應(yīng)用效果。現(xiàn)有表面修飾技術(shù)（如聚乙二醇、多肽涂層）雖能提升材料的生物相容性，但仍面臨靶向性不足、工藝復(fù)雜等瓶頸。細(xì)胞膜涂層技術(shù)突破性地將天然細(xì)胞膜直接包覆于材料表面，賦予其免疫逃逸、靶向遞送、微環(huán)境調(diào)控等“天然超能力”，成為生物界面工程的明星策略。隨著細(xì)胞膜涂層技術(shù)的發(fā)展，細(xì)胞膜來(lái)源由哺乳動(dòng)物細(xì)胞擴(kuò)展至細(xì)菌甚至細(xì)胞器；細(xì)胞膜涂覆工藝由傳統(tǒng)的擠壓法發(fā)展為高效的超聲和微流控工藝；多種工程化策略（脂質(zhì)插入、膜融合、代謝工程、基因工程）可按需實(shí)現(xiàn)細(xì)胞膜涂層的功能強(qiáng)化。目前，細(xì)胞膜涂層技術(shù)在藥物遞送、生物成像&光治療、癌癥免疫療法、抗感染&解毒以及植入物的表面改性等方面受到廣泛研究（圖1）。

  該綜述創(chuàng)新性地提出了細(xì)胞膜涂層技術(shù)從納米載體至宏觀植入體的突破性進(jìn)展和跨尺度應(yīng)用（圖2）。在納米尺度上，細(xì)胞膜涂層通過(guò)包覆多種功能性納米載體，實(shí)現(xiàn)高效的藥物遞送、精準(zhǔn)的生物成像和光治療應(yīng)用。此外，利用膜蛋白的特異性相互作用，細(xì)胞膜包覆的納米顆粒可通過(guò)抗原呈遞激活體內(nèi)癌癥免疫治療通路；以細(xì)胞膜表面蛋白作為“納米誘餌”，細(xì)胞膜包覆的納米顆粒可主動(dòng)清除體內(nèi)病原體與內(nèi)毒素成分。在宏觀尺度上，細(xì)胞膜的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性賦予其在1維、2維和3維尺度應(yīng)用的高適應(yīng)性。大量細(xì)胞膜通過(guò)相互融合在宏觀材料表面構(gòu)建天然的仿生界面，賦予植入物優(yōu)異的免疫逃避、微環(huán)境調(diào)控和促組織修復(fù)的功能特性。

圖1. 細(xì)胞膜涂層技術(shù)的多樣化應(yīng)用

  綜述中詳細(xì)總結(jié)了基于天然細(xì)胞膜界面開(kāi)發(fā)的一系列細(xì)胞膜療法、外泌體療法和細(xì)胞療法的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)展。目前國(guó)內(nèi)外已有研究機(jī)構(gòu)積極推進(jìn)細(xì)胞膜包覆納米顆粒的臨床轉(zhuǎn)化。其中，Cellics Therapeutics專(zhuān)注于細(xì)胞納米海綿（Cellular nanosponge）在中和內(nèi)毒素、對(duì)抗病原體感染等方面的應(yīng)用。人紅細(xì)胞膜納米海綿（CTI-005）已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的研究新藥申請(qǐng)，未來(lái)將啟動(dòng)1b/2a期試驗(yàn)，用于研究CTI-005在耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）患者中的安全性和潛在療效。Cello Therapeutics則致力于開(kāi)發(fā)癌癥藥物遞送的細(xì)胞膜納米顆粒（CNP）遞送平臺(tái)，用于增強(qiáng)化療劑、免疫刺激劑或mRNA的靶向遞送。

圖2. 細(xì)胞膜涂層載體的跨尺度應(yīng)用

  天然細(xì)胞膜具有良好的生物相容性和低免疫原性，適用于多樣化的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，具有臨床轉(zhuǎn)化潛力。四川大學(xué)王云兵教授團(tuán)隊(duì)已在Matter, 2022, 5(7): 2334-2351; ACS Nano, 2025, doi/10.1021/acsnano.4c16280; Advanced Functional Materials, 2024, 34: 2311305; Biomaterials, 2023, 302: 122288.; Research, 10.34133/20229845459; ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12 : 41113-41126; ACS applied materials & interfaces, 2021, 13(30): 35410-35421.等期刊上發(fā)表多篇論文，探索細(xì)胞膜仿生涂層技術(shù)在心腦血管疾病診斷和治療領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)及應(yīng)用前景。

  四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院博士研究生安永琪和碩士研究生吉誠(chéng)為文章共同第一作者，四川大學(xué)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心王云兵教授、羅日方副研究員以及西安市中心醫(yī)院心內(nèi)科潘軍強(qiáng)主任醫(yī)師為共同通訊作者。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c16280