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Molecular Cancer
纳米材料调控微生物组在乳腺癌治疗中的应用

2025-11-04

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该文献系统综述了纳米材料(NM)调控微生物组在乳腺癌(BC)治疗中的前沿进展,提出了一系列精准抗菌、微环境调控及多模式治疗策略,为开发新型靶向微生物组的癌症疗法提供了重要理论基础与实验支持。

 

文献概述
本文《Microbiome-targeted nanoplatforms and engineering approaches in breast cancer therapy》,发表于Molecular Cancer杂志,回顾并总结了微生物组在乳腺癌进展中的作用及其调控策略,特别聚焦于纳米材料(NM)介导的微生物组工程作为增强治疗效果的新范式。文章系统分析了传统微生物组调控手段(如抗生素、益生菌)的局限性,并提出了基于纳米技术的精准治疗策略,包括靶向病原体的纳米颗粒、微生物膜包覆系统、以及多功能纳米平台等。

背景知识
乳腺癌作为全球最常见的恶性肿瘤之一,其治疗失败常与肿瘤微环境(TME)免疫抑制、基质重塑及微生物组失调密切相关。近年来,研究发现肿瘤组织中富集特定细菌如具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)等,它们通过多种机制(如结合Gal/GalNAc受体、激活MMP-9、上调PD-L1)促进免疫逃逸和治疗耐药。传统抗生素治疗存在非特异性杀伤、肠道菌群破坏等副作用,而益生菌和粪菌移植(FMT)虽可调节菌群,但在肿瘤微环境中的疗效有限。
纳米材料(NM)因其可功能化修饰、精准靶向、以及协同治疗能力,成为调控肿瘤相关微生物组的有力工具。例如,Gal/GalNAc修饰的纳米颗粒可特异性清除F. nucleatum,同时保留有益菌群;金属纳米颗粒(如Au、Ag)可干扰生物膜形成,逆转耐药;中药来源的纳米系统则通过抑制β-葡萄糖苷酸酶活性调节肠道菌群平衡。此外,NM还可与化疗、免疫治疗、放疗协同,提升整体抗肿瘤效应,同时减少系统性毒性。

 

提供多种基因编辑小鼠模型,涵盖代谢性疾病、神经系统疾病、肿瘤免疫等领域,支持药物靶点验证与功能研究,为疾病机制和治疗策略提供基础。

 

研究方法与实验
文章系统梳理了多种纳米材料平台在乳腺癌治疗中的应用,包括脂质纳米颗粒(NP)、金属纳米颗粒、微生物膜包覆纳米载体、以及中药来源的纳米系统。这些平台通过多种机制,如靶向清除致病菌、调控肿瘤微environment、增强治疗敏感性等,实现对乳腺癌的精准干预。研究还评估了纳米材料在调控肠道与肿瘤微环境中的作用,并分析了其在不同BC亚型(如TNBC、ER+、HER2+)中的治疗响应差异。

关键结论与观点

  • 具核梭杆菌(F. nucleatum)在乳腺癌组织中富集,并与不良预后相关,其通过结合Gal/GalNAc受体、激活MMP-9、促进免疫抑制微环境等方式促进肿瘤进展。
  • 传统微生物组调控手段如抗生素、益生菌、FMT存在非特异性、菌群稳定性差、治疗响应不一致等局限,难以实现精准调控。
  • 纳米材料(如LipoFM-antibiotic NPs)可特异性清除F. nucleatum,恢复化疗敏感性,并在动物模型中实现肿瘤完全消退。
  • 金属纳米颗粒(如Au、Fe3O4)可通过调控生物膜、增强氧化应激等方式改善耐药并抑制肿瘤生长。
  • 基于纳米材料的微生物组工程平台(如细菌膜包覆NPs、pH响应性NMs)可实现肿瘤微环境的精准编辑,包括免疫激活、基质重塑、代谢调节等。
  • 未来方向包括开发微生物组响应型、生物标志物导向的智能纳米系统,以实现个性化、高效、低毒的BC治疗。

研究意义与展望
本研究为乳腺癌治疗提供了一种全新的微生物组-纳米技术整合策略,突破了传统微生物组调控手段的局限,为开发靶向病原体、保护共生菌群的精准治疗提供理论支持。此外,NM平台可与免疫治疗、化疗、激素治疗协同,进一步增强疗效,减少耐药与复发。未来研究需聚焦于纳米材料的生物相容性、靶向效率、以及临床转化可行性,以推动该策略在BC精准治疗中的应用。

 

提供标准化的小鼠表型分析服务,涵盖行为学、生理生化、病理学、基因与蛋白表达、代谢分析及细胞功能检测,支持纳米材料调控微生物组研究中的疾病模型评估。

 

结语
本研究系统综述了纳米材料在乳腺癌治疗中调控微生物组的机制与应用,提出了一种兼具靶向性与功能调节能力的新型治疗范式。纳米颗粒可通过特异性清除致病菌(如F. nucleatum)、重塑免疫抑制微环境、增强治疗敏感性,为BC患者提供更安全、有效的治疗选择。同时,文章也指出,NM平台在毒性、免疫原性、可扩展性等方面仍需进一步优化,未来的发展方向将聚焦于智能响应型纳米系统、多组学整合分析、以及微生物组-宿主互作的精准调控,以实现真正个性化的BC治疗策略。

 

文献来源:
Zufa Sabeel and Zhao Yang. Microbiome-targeted nanoplatforms and engineering approaches in breast cancer therapy. Molecular Cancer.
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