加州大学洛杉矶分校团队Biomaterials：从“被动修复”到“主动调控”——免疫指导性生物材料开启口腔再生治疗新范式
时间：2026-05-05 17:11:08 热度：37.1℃ 作者：网络
背景介绍
口腔疾病（包括牙周炎、种植体周炎、 pulpitis、口腔黏膜病变及口腔鳞状细胞癌）影响着全球数十亿人口，且日益被认为是具有系统性影响的免疫驱动性疾病。与身体其他部位不同，口腔呈现出独特的复杂免疫环境——持续暴露于微生物、分层的上皮屏障以及诱导性淋巴样结构共同塑造了其特殊的免疫景观。传统治疗手段主要聚焦于机械修复、抗菌控制和结构再生，但往往未能直接解决驱动疾病进展和复发的潜在免疫失调问题。因此，亟需能够主动调节口腔局部免疫环境、恢复稳态并促进再生的新型治疗策略。
研究思路
针对这一临床需求，加州大学洛杉矶分校（UCLA）Li Song教授团队与ADA Forsyth研究所Benjamin M. Wu教授合作，系统综述了免疫指导性生物材料在口腔组织再生与治疗中的最新进展。文章首先剖析了口腔黏膜独特的免疫环境（包括组织驻留γδ T细胞、Th17/Treg平衡、 tonsils及唾液miRNA等）及其在疾病发病机制中的作用，特别强调了巨噬细胞、T细胞和组织驻留免疫细胞群的贡献。随后，综述系统归纳了五类免疫调控策略：（1）利用粘附涂层、水凝胶、颗粒和微针等递送平台实现生物活性分子的局部递送；（2）利用生物材料的理化性质（如微/纳拓扑结构、润湿性、表面电荷、免疫细胞离子释放）直接编程先天性和适应性免疫应答；（3）多功能集成平台，将生物材料的结构功能与递送能力相结合；（4）基于细胞的免疫调节（如口腔来源间充质干细胞）；（5）细胞分泌组（如细胞外囊泡）的递送。应用范围涵盖牙周炎、种植体周炎、颞下颌关节炎症和口腔鳞状细胞癌等。相关内容以“Immune-Instructive Biomaterials in Oral Tissue Regeneration and Therapy”发表为题，发表在《Biomaterials》！
图片解析
图1. 口腔独特的免疫景观：展示了口腔整合上皮、淋巴和唾液成分的特殊免疫环境，维持黏膜稳态和病原体防御。γδ T细胞通过TCR、TLR和NKG2D等受体参与先天样免疫监视，释放IFN-γ和穿孔素/颗粒酶。腭扁桃体和舌扁桃体包含微皱褶细胞（M细胞），促进抗原采样和IgA介导的免疫应答。唾液腺分泌抗炎细胞因子（IL-4、IL-10、TGF-β），特定唾液miRNA（如miRNA-200、-34、-24与口腔鳞癌分期相关，miRNA-21、-181b与癌前病变相关）。口腔-肠道-大脑轴强调了口腔微生物组对全身免疫调节的影响。
图2. 口腔再生应用中生物材料类别与临床递送策略概览：口腔及颅面再生中使用的生物材料可分为无机材料（金属离子、纳米颗粒、纳米酶）、聚合物基质（PLGA、PEG、胶原）和活性生物材料（肽、细胞外囊泡、干细胞来源颗粒）。临床上通过可注射、植入式或多功能混合平台（如水凝胶、支架）应用，以促进靶向修复和免疫调节。
图3. 生物材料介导的免疫调节代表性策略：(a) 负载阿奇霉素PLGA微针贴片，通过跨牙龈递送抑制细菌生长，促进M2巨噬细胞极化和Treg应答。(b) PLGA/PLLA核/壳纤维支架实现bFGF和BMP-2的序贯释放，促进牙周膜干细胞血管生成和M2巨噬细胞极化。(c) 二氧化钛纳米管表面电沉积金纳米颗粒，促进巨噬细胞M2极化，减少炎症，增强钛种植体骨结合。(d) 合成高密度脂蛋白通过抑制TLR4/NF-κB信号，减少促炎细胞因子和骨吸收。(e) 支化Au-Ag纳米颗粒负载原花青素，结合抗菌光热效应、银离子释放和抗氧化驱动的免疫调节，将巨噬细胞转向M2表型。(f) CuGA@HAF纳米酶通过配体-金属电荷转移实现抗氧化活性，保护牙髓干细胞免受氧化应激。
图4. 口腔中基于细胞的免疫调控疗法：颅神经嵴来源的间充质干细胞（DPSCs、GMSCs、PDLSCs、SCAP、SHED）通过分泌IL-10、TGF-β、IDO等抗炎介质，调节巨噬细胞极化（促进M2优于M1）和T细胞应答（促进Treg形成，抑制效应T细胞）。干细胞分泌组（包括可溶性因子和细胞外囊泡）进一步增强免疫调节，促进血管生成、干细胞募集和组织修复。
图5. 人工智能驱动的口腔及颅面疾病发现：AI通过整合机制解析、智能诊断和仿生治疗，加速新药靶点、生物材料组合和临床应用的识别。智能生物材料：工程化与免疫细胞相互作用并促进组织愈合；智能诊断：唾液传感器和光学探针实现实时无创健康监测；仿生治疗：模拟生物环境，根据局部pH或ROS等触发释放药物；免疫工程：利用细胞数据构建控制局部免疫景观的组织；黏膜疫苗：微针和贴片等递送工具提高疫苗稳定性和吸收。
结论
该综述系统总结了口腔中免疫指导性生物材料的最新进展，提出了一种从“被动修复”到“主动免疫调控”的治疗范式转变。通过深入理解口腔独特的免疫环境（包括γδ T细胞、tonsils、唾液miRNA及口腔-肠道-大脑轴），研究人员开发了多种策略来调节局部免疫应答：从小分子药物、细胞因子和抗菌肽的控释递送，到利用材料表面拓扑结构、润湿性和离子释放直接编程巨噬细胞和中性粒细胞行为，再到多功能纳米酶、金属-酚网络、细胞膜包被平台及仿生肽支架的集成应用，以及基于口腔间充质干细胞及其外泌体的活细胞和分泌组疗法。这些策略在牙周炎、种植体周炎、颞下颌关节炎症和口腔癌等多种疾病模型中展现出促进组织再生、抑制炎症、抗肿瘤免疫的潜力。未来，结合人工智能驱动的材料发现、智能诊断和个性化治疗，免疫指导性生物材料有望成为口腔医学中主动、智能的治疗平台。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2026.124232
