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纳米粒子在骨组织工程化基因修饰治疗中的应用

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4771-4783页

作者：李光照裴锡波王剑口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院修复科四川省成都市610041

背景:传统的骨组织工程技术治疗临界骨缺损存在成骨效率低、安全性差等问题。而以非病毒纳米粒子为基因载体构建的基因强化型骨组织工程移植物,具有更高的成骨效率和安全性,引起了国内外学者的广泛关注和研究。目的:对当前国内外有关纳... 详细信息

背景:传统的骨组织工程技术治疗临界骨缺损存在成骨效率低、安全性差等问题。而以非病毒纳米粒子为基因载体构建的基因强化型骨组织工程移植物,具有更高的成骨效率和安全性,引起了国内外学者的广泛关注和研究。目的:对当前国内外有关纳米粒子在组织工程成骨基因治疗研究中取得的新技术、新方法以及面临的挑战等进行综述,旨在为纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗研究提供参考。方法:第一作者在Pub Med、Web of Science和中国知网数据库上进行文献检索,并以“Bone defect repair,Bone tissue engineering,Gene delivery,Nanoparticles,Non-viral gene vector,Sustained release technology,Sequential release,Targeted delivery”作为英文检索词,以“骨缺损修复,骨组织工程,基因递送,纳米粒子,非病毒基因载体,缓释技术,序贯释放,靶向递送”作为中文检索词,最终纳入84篇文献进行总结。结果与结论:(1)在骨缺损愈合的各个生理阶段进行针对性的基因递送可以显著增强骨修复效果。在早期炎症阶段,通过纳米粒子递送抗炎基因来调节炎症反应,可以为后续骨愈合奠定基础;在血管新生期,向局部递送促血管化基因有助于形成高度组织化、可灌注的血管系统,加快骨愈合速度;随着血管化的进行,骨骼的神经再支配也开始发生,此时递送促神经再生的功能性基因有利于促进神经化骨再生;在成骨阶段,通过构建纳米粒子-成骨基因复合物,可以直接提升支架及体内新骨形成的效率。(2)各种有机、无机纳米颗粒、金属有机框架和外泌体等非病毒纳米载体,在骨组织工程基因治疗中具有巨大的潜力,这些纳米基因载体各有其独特的优势和不足,因此在实际应用时,需要根据基因转染效率、生物安全性和成骨特性等因素选择最合适的类型。(3)为了全面提升递送基因的效果,目前主要通过对纳米载体进行各种功能设计来增强基因转染效率,包括增强缓释性和多基因递送序贯性等时间调控能力、增强对骨组织和成骨相关细胞的空间靶向能力、增强跨膜运输效率和细胞核靶向能力等全过程调控手段。(4)未来要进一步推动纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗在临床上的应用,还需要克服诸多技术挑战,包括提高有机纳米基因载体的基因转染效率、降低无机纳米载体的生物安全性风险、优化新型纳米载体的生产工艺以及促进其它生理过程与成骨交互作用等,这些问题也是未来骨组织工程基因治疗的研究热点和潮流。

关键词：骨缺损修复骨组织工程基因递送纳米粒子非病毒基因载体缓释技术序贯释放靶向性递送

抗菌压电材料:对细菌无选择性杀伤和不产生细菌耐药性

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2105-2112页

作者：冯楠李运峰口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院口腔颌面外科四川省成都市610041

背景:压电材料可通过催化作用产生活性氧,通过多种途径来破坏细菌,而且不会导致细菌产生耐药性。这种不依赖抗生素的抗菌方式具有明显的优势,可以对细菌进行无差别的杀伤,为今后的抗菌策略提供了一种新思路。目的:文章主要总结了有关压... 详细信息

背景:压电材料可通过催化作用产生活性氧,通过多种途径来破坏细菌,而且不会导致细菌产生耐药性。这种不依赖抗生素的抗菌方式具有明显的优势,可以对细菌进行无差别的杀伤,为今后的抗菌策略提供了一种新思路。目的:文章主要总结了有关压电材料特性与抗菌机制,并讨论了部分压电材料在抗菌领域的研究现状。方法:在Pub Med、Web of Science、中国知网和万方数据库中,以“压电材料,压电催化,活性氧,抗菌,细菌感染,抗感染,耐药性”为中文检索词,以“piezoelectric materials,piezoelectricity,piezoelectric catalysis,piezocatalysis,reactive oxygen species,ROS,bacterial infection,antibacterial strategies,anti-infection,drug resistance,drug-resistant bacteria”为英文检索词。检索时间范围重点为2013年1月至2023年12月,通过阅读文题和摘要进行初步筛选;排除中英文重复性研究及内容不相关的文献,经文献质量评价后,最后纳入68篇文献进行综述。结果与结论:(1)压电材料是一类性质稳定的环境友好型材料,其大多数具有良好的生物相容性。(2)压电材料在压电效应过程中可催化产生大量活性氧,活性氧可通过细胞外氧化和细胞内氧化,破坏细菌的细胞膜、胞内蛋白质、酶以及核酸等物质,影响细菌的结构和功能,甚至导致细菌死亡从而实现抗菌。抗菌性能与催化生成活性氧速率相关,而催化速率与材料体系、形貌及外界条件等多种因素相关。(3)压电催化产生的活性氧对细菌不具备选择性,因此表现出广谱抗菌性,且这种抗菌方式不需要依赖抗菌药物,故不会引起细菌耐药性问题。(4)结合超声波无创、可控性与穿透性强等优点,未来压电材料作为耐药菌感染的辅助或替代治疗等具有重要价值和巨大潜力。(5)目前压电材料催化效率低下的难题限制了其在抗菌领域的应用,如何提高压电催化效率成为了学者们关注的焦点。

关键词：压电材料纳米材料压电效应压电催化活性氧抗菌治疗抗生素耐药性

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光响应纳米材料在骨组织再生中的应用

中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3469-3475页

作者：冯淑琦张诗咏姚珂奕唐渝菲王锴周雪梅向琳口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院四川省成都市610041 四川大学化学工程学院四川省成都市610065

背景:光响应纳米材料兼具纳米材料的优点以及光响应的独特优势,在组织再生、生物成像、疾病诊断、药物递送和靶向治疗等生物医学领域广泛应用,是目前功能材料领域的研究热点。目的:综述光响应纳米材料及其在骨组织再生中的应用优势和研... 详细信息

背景:光响应纳米材料兼具纳米材料的优点以及光响应的独特优势,在组织再生、生物成像、疾病诊断、药物递送和靶向治疗等生物医学领域广泛应用,是目前功能材料领域的研究热点。目的:综述光响应纳米材料及其在骨组织再生中的应用优势和研究进展。方法:应用计算机检索中国知网和PubMed数据库,主要的英文检索词为“light-responsive,photoresponsive,nanomaterials,bone defect,bone regeneration,osteogenesis,osseointegration”,主要的中文检索词为“光响应,纳米材料,骨缺损,骨再生,骨结合”,根据纳入和排除标准筛选相关文献,最终纳入59篇文献进行综述。结果与结论:光响应纳米材料的表面形貌可通过直接调节成骨细胞及间接调节免疫相关细胞的基因表达及生物学行为来促进骨组织再生。光响应纳米材料可利用光热抗菌、光动力抗菌促进感染性骨缺损的修复。光响应纳米材料产生的温和光热刺激可通过上调成骨相关基因、蛋白质的表达及功能性成骨来有效增强成骨作用。光响应纳米材料在光照下可产生电子,进而通过调节细胞局部电位变化达到无创促进骨组织再生的目的。基于光响应纳米材料的药物释放系统可在特定光源照射下发生结构变化,以促进药物释放,为骨组织再生提供靶向治疗策略。

关键词：光响应纳米材料骨缺损骨再生骨结合综述

miR-338-3p靶向核因子κB受体活化因子配体影响牙槽骨成骨细胞增殖及凋亡

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中国组织工程研究 2025年第5期29卷 899-907页

作者：朗么磋张义林汪莉双流区第一人民医院(四川大学华西空港医院)口腔科四川省成都市621000

背景:miR-338-3p能够抑制破骨细胞分化,下调核因子κB受体活化因子配体水平能够促进骨形成。然而miR-338-3p是否通过调控核因子κB受体活化因子配体表达影响牙槽骨成骨细胞增殖、凋亡尚不清楚。目的:探究miR-338-3p靶向核因子κB受体活... 详细信息

背景:miR-338-3p能够抑制破骨细胞分化,下调核因子κB受体活化因子配体水平能够促进骨形成。然而miR-338-3p是否通过调控核因子κB受体活化因子配体表达影响牙槽骨成骨细胞增殖、凋亡尚不清楚。目的:探究miR-338-3p靶向核因子κB受体活化因子配体对牙槽骨成骨细胞增殖、凋亡的影响及机制。方法:分离人牙槽骨成骨细胞,对其进行细胞转染及Wnt-C59(Wnt/β-catenin通路抑制剂)处理,分为转染对照组、miR-338-3p组、miR-338-3p+对照组、miR-338-3p+核因子κB受体活化因子配体组和miR-338-3p+Wnt-C59组。双荧光素酶实验验证miR-338-3p对核因子κB受体活化因子配体的调控作用;CCK-8、EdU染色检测细胞增殖水平;流式细胞术检测细胞周期和凋亡水平;RT-qPCR检测细胞miR-338-3p、核因子κB受体活化因子配体、Wnt-3a、β-catenin、糖原合酶激酶3βmRNA表达水平;Western Blot检测细胞核因子κB受体活化因子配体、增殖细胞核抗原、Ki67、细胞周期蛋白D1、Bcl-2、Bax、天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶3、Wnt-3a、β-catenin、糖原合酶激酶3β蛋白表达水平。结果与结论:①miR-338-3p靶向调控核因子κB受体活化因子配体;②过表达miR-338-3p后,细胞存活率、EdU阳性细胞率、S期细胞比例升高,细胞凋亡率降低,miR-338-3p、增殖细胞核抗原、Ki67、细胞周期蛋白D1、Bcl-2、Wnt-3a、β-catenin mRNA和蛋白水平升高,Bax、天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶3、核因子κB受体活化因子配体、糖原合酶激酶3βmRNA和蛋白水平降低(均P<0.05);③过表达核因子κB受体活化因子配体或Wnt-C59处理能够减弱过表达miR-338-3p对细胞增殖、凋亡的影响(均P<0.05);④结果表明,miR-338-3p靶向核因子κB受体活化因子配体表达可促进牙槽骨成骨细胞增殖,并抑制细胞凋亡,其可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路发挥作用。

关键词： miR-338-3p 核因子κB受体活化因子配体牙槽骨成骨细胞 Wnt/β-catenin信号通路

金属有机骨架材料光热/光动力联合治疗的策略及进展

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3476-3485页

作者：陈小瑄裴锡波盖阔万乾炳口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医学院修复科四川省成都市610041

背景:金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属节点和有机配体组成的新型多孔材料。部分MOFs自身即具备光热转化能力或光动力效应,亦可作为载体负载光热剂或光敏剂,在激光诱导下产生活性氧或升高温度发挥光疗作用,被... 详细信息

背景:金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属节点和有机配体组成的新型多孔材料。部分MOFs自身即具备光热转化能力或光动力效应,亦可作为载体负载光热剂或光敏剂,在激光诱导下产生活性氧或升高温度发挥光疗作用,被广泛应用于抗菌及抗肿瘤等生物医学领域。当MOFs同时具有这两种光疗作用时,可发挥协同治疗的效应,以弥补单独使用一种光疗方法的不足。目的:按照不同的结构总结目前提出的MOFs光热/光动力联合治疗策略,以期为联合治疗材料MOFs的结构设计、功能负载及临床应用场景提供新的思路。方法:以“金属有机骨架/金属有机框架,光动力治疗,光热治疗”为中文检索词,“Metal-organic frameworks,photodynamic therapy,photothermal therapy,phototherapy”为英文检索词,检索了PubMed、Web of Science、ScienceDirect、中国知网和万方数据库的文献,最终纳入76篇进行综述分析。结果与结论:①光热/光动力联合治疗可发挥相互增强的协同作用。②现有光热/光动力联合治疗策略主要包括了改性MOFs骨架赋予其光热、光动力效应,将光疗剂封装于MOFs,光疗剂与MOFs形成核壳结构,光疗剂在MOFs内原位还原,将光疗剂附着于MOFs表面以及热解MOFs以形成MOFs衍生的碳材料等其他特殊改性方法。③要构建特定的光疗MOFs结构,必须综合考虑光疗剂和MOFs的种类、尺寸、结合方式,选择不同的合成策略。封装结构合成过程简单,但仅适用于小粒径光疗剂;核壳结构稳定,但合成过程繁复;原位还原对光疗剂尺寸无特殊限制,但难以精确控制光疗剂在MOFs内部的生长;表面附着结构的合成步骤简便,但不能避免光疗剂提前聚集猝灭;热解MOFs合成条件要求高,且只有特定的MOFs才能实现。④现有的光热/光动力联合治疗策略主要被应用于抗菌、抗肿瘤治疗并表现出优异性能,具体的应用领域与光疗剂和MOFs自身的性质有关,还有部分用于类风湿性关节炎、抗凝溶栓治疗,其潜在应用场景十分广阔。⑤光热剂和光敏剂的临床转化目前仍处于起步阶段,其面临的关键挑战包括生物安全性评估激光照射参数的优化以及高效大规模合成方法的开发。

关键词：金属有机骨架光热治疗光动力治疗联合疗法抗菌抗肿瘤核壳结构封装原位还原

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熊果酸干预人牙周膜干细胞成骨分化的效应

中国组织工程研究 2025年第1期29卷 80-86页

作者：郑茜刘萍萍顾煜婕谢蕾西南医科大学附属口腔医院正畸科四川省泸州市646000 口颌面修复重建和再生泸州市重点实验室四川省泸州市646000 南充市中心医院口腔科四川省南充市637000 西南医科大学附属口腔医院城北门诊部四川省泸州市646000

背景:熊果酸可促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞定向分化,但其对人牙周膜干细胞是否具有促成骨作用目前相关报道少见。目的:探讨熊果酸对人牙周膜干细胞增殖和成骨分化能力的影响。方法:分离、培养人牙周膜干细胞,取第3代细胞,分别采用... 详细信息

背景:熊果酸可促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞定向分化,但其对人牙周膜干细胞是否具有促成骨作用目前相关报道少见。目的:探讨熊果酸对人牙周膜干细胞增殖和成骨分化能力的影响。方法:分离、培养人牙周膜干细胞,取第3代细胞,分别采用含不同浓度(0,1,2,4,6,8μmol/L)熊果酸的普通培养基干预,干预1,3,5,7 d后,采用CCK-8法检测细胞增殖,筛选适宜干预浓度。取第3代人牙周膜干细胞,分别用含0,1,2,4μmol/L熊果酸的成骨诱导液干预,干预7 d后,采用qRT-PCR法检测碱性磷酸酶、Runx2、骨钙素m RNA的表达,干预14 d后,茜素红染色观察矿化结节形成。取第3代人牙周膜干细胞,对照组加入成骨诱导液,熊果酸组、拮抗剂组分别加入含熊果酸(2μmol/L)、骨形态发生蛋白信号通路拮抗剂Noggin的成骨诱导液,熊果酸+拮抗剂组加入含熊果酸(2μmol/L)、骨形态发生蛋白信号通路抑制剂Noggin的成骨诱导液,培养7 d后,采用qRT-PCR和Western blot检测骨形态发生蛋白2、Smad1、骨桥蛋白、Runx2的m RNA及蛋白表达。结果与结论:(1)1,2,4μmol/L熊果酸可促进人牙周膜干细胞的增殖,6,8μmol/L熊果酸可抑制人牙周膜干细胞的增殖,后续实验选择1,2,4μmol/L熊果酸进行干预;(2)与0μmol/L相比,1,2,4μmol/L熊果酸可促进碱性磷酸酶、Runx2、骨钙素m RNA的表达以及矿化结节的形成(P<0.05),其中以2μmol/L熊果酸效果最显著;(3)与对照组比较,熊果酸组骨形态发生蛋白2、Smad1、骨桥蛋白、Runx2的mRNA及蛋白表达均升高(P<0.05),拮抗剂组上述指标的mRNA及蛋白表达均降低(P<0.05);与熊果酸组比较,熊果酸+拮抗剂组上述指标的mRNA及蛋白表达均降低(P<0.05);(4)结果表明,熊果酸可通过激活骨形态发生蛋白信号通路促进人牙周膜干细胞的成骨分化。

关键词：人牙周膜干细胞熊果酸成骨骨形态发生蛋白信号通路碱性磷酸酶骨钙素骨形态发生蛋白2 Smad1蛋白

1,8-桉叶油素干预大鼠实验性牙周炎模型的炎症反应

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中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3605-3613页

作者：何丽任潞江小茜刘旭倩黎春晖西南医科大学附属口腔医院牙周黏膜病科四川省泸州市646000 西南医科大学附属口腔医院口腔医学研究所口颌面修复重建和再生泸州市重点实验室四川省泸州市646000

背景:研究表明,天然植物精油提取物1,8-桉叶油素具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗肿瘤等多种药理作用,在多种疾病中表现出抗炎作用。目的:探讨1,8-桉叶油素对大鼠实验性牙周炎模型炎症反应的影响。方法:按照完全随机数字表法将30只SD大鼠随... 详细信息

背景:研究表明,天然植物精油提取物1,8-桉叶油素具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗肿瘤等多种药理作用,在多种疾病中表现出抗炎作用。目的:探讨1,8-桉叶油素对大鼠实验性牙周炎模型炎症反应的影响。方法:按照完全随机数字表法将30只SD大鼠随机分为正常对照组、牙周炎对照组和1,8-桉叶油素组,每组10只。牙周炎对照组和1,8-桉叶油素组利用正畸钢丝结扎法构建实验性牙周炎模型。造模8周后,正常对照组和牙周炎对照组大鼠颊、腭侧牙周袋内均注射生理盐水,1,8-桉叶油素组大鼠颊、腭侧牙周袋内注射1,8-桉叶油素溶液,2次/d,连续给药4周。给药结束后,进行牙周临床指标检测、牙周组织学评估、血清炎症因子水平检测及牙龈组织中炎症因子m RNA与蛋白表达检测。结果与结论:①与正常对照组比较,牙周炎对照组大鼠牙龈出血指数、牙周探诊深度增加(P<0.05),血清中白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平升高(P<0.05),血清中白细胞介素10水平降低(P<0.05),牙龈组织中白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α、白细胞介素6mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05),牙龈组织中白细胞介素10 mRNA与蛋白表达均降低(P<0.05);苏木精-伊红染色结果显示,牙周炎对照组大鼠牙周组织炎症明显。②与牙周炎对照组比较,1,8-桉叶油素组大鼠牙龈出血指数、牙周探诊深度减少(P<0.05),血清中白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平降低(P<0.05),血清中白细胞介素10水平升高(P<0.05),牙龈组织中白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α、白细胞介素6 mRNA与蛋白表达均降低(P<0.05),牙龈组织中白细胞介素10 mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05);苏木精-伊红染色结果显示,1,8-桉叶油素组大鼠牙周组织炎症明显减轻。结果表明,1,8-桉叶油素治疗可减轻大鼠实验性牙周炎模型的炎症反应。

关键词： 1 8-桉叶油素植物精油牙周炎动物模型牙周组织炎症反应白细胞介素1β 肿瘤坏死因子α 白细胞介素6 白细胞介素10 工程化组织构建

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渗透树脂联合美白技术修复微裂氟斑牙

中国组织工程研究 2025年第4期29卷 686-691页

作者：张文怡尹昭张健天津医科大学口腔医院修复科天津市300070 衡水市第四人民医院河北省衡水市053000 天津医科大学口腔医院口腔颌面外科天津市300070

背景:微研磨、家庭美白联合渗透树脂治疗氟斑牙具有良好的效果,但该方法对氟斑牙微裂纹的影响尚不清楚。目的:探究微研磨、家庭美白联合渗透树脂修复微裂氟斑牙的效果。方法:①临床研究:选择2020年7月至2021年3月就诊于天津医科大学口... 详细信息

背景:微研磨、家庭美白联合渗透树脂治疗氟斑牙具有良好的效果,但该方法对氟斑牙微裂纹的影响尚不清楚。目的:探究微研磨、家庭美白联合渗透树脂修复微裂氟斑牙的效果。方法:①临床研究:选择2020年7月至2021年3月就诊于天津医科大学口腔医院修复科的23例微裂氟斑牙患者,包括255颗微裂氟斑牙,均接受牙齿微研磨术、家庭美白与渗透树脂联合治疗,对比治疗前及治疗结束后1周、1个月的牙齿颜色、牙齿敏感程度和牙齿疼痛阈值。②体外实验:收集牙齿表面至少存在一条裂纹的氟斑牙60颗,随机分3组处理:对照组不进行任何处理,美白组进行微研磨与家庭美白处理,联合组进行微研磨、家庭美白和渗透树脂联合处理,每组20颗,测量处理后3组牙齿样本的显微硬度。结果与结论:①临床研究:治疗结束后6个月,255颗微裂氟斑牙中牙齿美白治疗显效207颗、有效48颗,总体治疗有效率为100%。随着治疗时间的延长,中、重度牙齿度敏感程度占比呈下降趋势,治疗结束后6个月,255颗氟斑牙中无重度敏感、15颗为中度敏感、125颗为轻度敏感、115颗无敏感,与治疗前的氟斑牙敏感程度相比差异有显著性意义(P0.05)。②体外实验:美白组牙齿显微硬度值低于对照组、联合组(P0.05)。③结果表明,微研磨、家庭美白联合渗透树脂治疗微裂氟斑牙具有较好的疗效。

关键词：氟斑牙微裂纹渗透树脂牙齿美白治疗效果显微硬度

神经递质受体介导特应性皮炎免疫紊乱机制的研究进展

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中国麻风皮肤病杂志 2025年第1期41卷 73-78页

作者：徐若馨黎静宜四川大学华西医院皮肤性病科四川成都610041

特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)病理生理学中神经-免疫的双向作用越来越受到重视,两者之间的相互作用涉及到神经纤维与免疫细胞间的多种信号交流。神经系统通过神经递质与免疫细胞表面的特异性受体相结合,诱发免疫应答并影响疾病进展... 详细信息

特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)病理生理学中神经-免疫的双向作用越来越受到重视,两者之间的相互作用涉及到神经纤维与免疫细胞间的多种信号交流。神经系统通过神经递质与免疫细胞表面的特异性受体相结合,诱发免疫应答并影响疾病进展;反之,活化的免疫细胞可分泌介质调节神经纤维的功能,改变神经递质水平从而介导AD的发病。本文综述了几种经典的神经递质及其受体,重点集中于信号通路的激活及炎症因子的释放,探讨其在AD背景下介导免疫紊乱的机制,旨在为AD的临床治疗提供新的视角和策略。

关键词：神经免疫神经递质免疫细胞细胞因子特应性皮炎