編輯丨王多魚
排版丨水成文
近日,來自四川大學華西口腔醫院和哥倫比亞大學的一篇 文章,登上了Cell Press官網頭條。
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該文章聚焦于新興的危險信號清除策略——特別是免疫工程材料以及對外部物理刺激響應的平臺——這些策略能夠實現炎癥的上游調控、免疫細胞和基質細胞表型重塑,以及微環境穩態的恢復。通過整合特異性相互作用與時空控制,新一代生物材料為復雜口腔炎癥性疾病的高效安全治療提供了一條機制明確且臨床可調適的途徑。這些進展共同指明了一條開發適應性、精準化和個性化生物材料的道路,以應對口腔腔道所面臨的生物學與理化挑戰。
該文章以:Engineering danger signal-targeted biomaterials for oral inflammation control 為題,于近日發表在 Cell 子刊Cell Biomaterials上,四川大學華西口腔醫院陳佳麗、南方醫科大學第三附屬醫院楊超為共同第一作者,哥倫比亞大學黃漢堯、四川大學華西口腔醫院邵丹為共同通訊作者。
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口腔炎癥性疾病——包括齲齒、牙髓炎、根尖周炎、牙周炎、口腔扁平苔蘚(OLP)、顳下頜關節骨關節炎(TMJ OA)、唾液腺疾病、頜面部肌肉損傷、黏膜及頜面部區域的創傷,以及頭頸部鱗狀細胞癌(HNSCC)——盡管臨床表現多樣,但其共同的發病機制核心在于:這些疾病主要由危險信號驅動。與大多數組織不同,口腔持續暴露于密集且快速變化的微生物群、不斷更新的上皮細胞以及咀嚼帶來的顯著機械刺激。這些特征形成了一個獨特的免疫動態環境,在此環境中,內源性的損傷相關分子模式(DAMP)、活性氧(ROS)以及外源性的病原體相關分子模式(PAMP)以極高的速率被產生、釋放并積累。
越來越多的證據表明,包括游離細胞 DNA(cfDNA)、游離細胞 RNA(cfRNA)、中性粒細胞胞外誘捕網(NET)、脂多糖(LPS)、活性氧(ROS)等在內的危險信號,是口腔炎癥的關鍵啟動和放大因素,可激活炎癥信號通路,并持續引發巨噬細胞功能失調、炎癥反應及組織修復障礙的惡性循環。這一認識重新定義了許多口腔疾病——其主要驅動因素并非持續感染本身,而是機體未能有效清除和控制這些危險信號。
傳統的治療方法——包括手術干預、抗菌藥物和抗炎藥——很少能針對這種上游失衡進行調控。藥物分子在唾液中可能迅速擴散,缺乏空間精準性,也無法與危險信號動態生成過程同步。與此同時,目前用于口腔組織的大多數生物材料最初是為其他器官系統設計的,例如透明質酸(HA)和鈦基植入物,未能充分考慮口腔環境特有的微生物復雜性、炎癥波動性和機械力作用。
免疫工程領域的最新進展為控制口腔炎癥提供了新方向:能夠調控、中和或在時間上協調危險信號識別與傳導的材料,可能從根本上改變治療方式。可清除危險信號、調控炎癥激活閾值或動態響應口腔微環境的工程化生物材料,正逐漸成為一類以免疫為中心的新型治療平臺。此外,口腔是少數幾個可安全且反復施加外部物理刺激(例如光、超聲波、磁場,甚至咀嚼產生的微弱電信號)的解剖部位,為可控的免疫調控提供了獨特機會。這些特性使口腔組織特別適合應用智能型、響應性材料,從而實現治療作用與疾病進程的同步。
在這篇文章中,作者們強調了危險信號生物學為理解口腔炎癥性疾病提供了一個統一的理論框架,并概述了工程化生物材料如何比傳統療法更精準地干預這些通路。與以往主要關注智能或刺激響應型生物材料本身的綜述論文不同,該文章聚焦于危險信號作為免疫激活的上游調控因子,并探討了如何設計生物材料以截獲、中和或動態調節這些信號,從而希望闡明一種概念上的轉變:從單純治療炎癥,轉向通過以危險信號為核心的生物材料設計來調控免疫消退的動態過程。
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損傷相關分子模式(DAMP)、病原體相關分子模式(PAMP)及氧化應激信號的識別與信號通路
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口腔炎癥疾病中用于清除危險信號并響應外部物理刺激的工程化生物材料
口腔炎癥性疾病影響著全球數十億人口,構成一項持續存在的全球性健康挑戰。目前的治療方法能夠控制感染、減輕炎癥,但多數并非主要用于調控那些啟動并維持免疫激活的上游信號。在口腔環境中,持續的微生物挑戰、機械應力以及快速的組織更新,導致"危險信號"持續積累,這些信號成為慢性免疫失調的核心調節因子。在這篇文章中,作者們倡導了一種思路轉變——通過免疫工程生物材料直接從源頭攔截和調控危險信號動態。利用口腔對外部物理刺激的可及性優勢,這些策略能夠實現對免疫應答時機和部位的精準控制。該框架為恢復免疫平衡、實現持久組織再生的治療方式開辟了新路徑。
https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(26)00118-2
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