综述:猪作为器官间通讯模型及其在生物材料、药物递送和生物工程研究中的应用

时间:2025年9月8日
来源:Comprehensive Physiology

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这篇综述系统阐述了猪模型在(纳米医学)、(生物工程)和(生物材料)研究中的独特优势,重点分析了其在(组织工程)、(纳米毒理学)、(纳米递送系统)及(免疫原性)评价中的应用价值,为大型动物模型的转化研究提供了重要参考。

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ABSTRACT

现代(纳米医学Nanomedicine)与(生物工程Bioengineering)的发展亟需可靠的生物模型来评估新型(生物材料Biomaterials)的性能。尽管人体试验是金标准,但受伦理和法律限制,(转基因/非转基因猪porcine model)凭借其与人类相似的(生理学Physiology)和(解剖学Anatomy)特征,成为研究(器官间通讯interorgan communication)和(材料生物相容性biocompatibility)的理想大型动物模型。

组织工程应用

猪模型在(骨组织工程bone tissue engineering)和(皮肤再生skin regeneration)研究中展现出显著优势。其(细胞外基质ECM)成分与人类高度保守,使得基于猪(脱细胞支架decellularized scaffolds)构建的(人工器官artificial organs)能更准确地模拟人体微环境。研究显示,猪(间充质干细胞MSCs)在(3D生物打印3D bioprinting)体系中的分化行为与人类干细胞响应高度一致。

纳米毒理学研究

在(纳米材料nanomaterial)安全性评价中,猪的(单核-巨噬细胞系统mononuclear phagocyte system)对(纳米颗粒NPs)的清除动力学与人类更为接近。例如,(二氧化硅纳米颗粒SiO2 NPs)在猪模型中的(肝脾蓄积hepatosplenic accumulation)模式可准确预测人体临床反应,这显著优于啮齿类动物模型。

靶向递送系统

猪的(血脑屏障BBB)结构与人类具有89%的相似度,使其成为(神经纳米医学neuro-nanomedicine)研究的首选模型。通过(磁共振成像MRI)追踪发现,(聚乙二醇化PEGylated)纳米载体在猪(脑血管系统cerebrovascular system)中的分布规律可直接指导临床剂型设计。

免疫兼容性评估

猪的(补体系统complement system)激活途径与人类高度重叠,能更可靠地预测(生物材料biomaterials)的(免疫原性immunogenicity)。实验数据表明,猪模型对(聚乳酸-羟基乙酸PLGA)支架的(Th2型免疫应答Th2 response)预测准确率达92%,远超小鼠模型(仅67%)。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。该综述系统论证了猪模型在(转化医学translational medicine)中的不可替代性,其应用将极大推动(个性化医疗personalized medicine)和(再生医学regenerative medicine)的发展。

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