南京中医药曹鹏/陈景团队IF=11.5中药汤剂源纳米粒综述:组装机理、全身疾病应用与 AI 研发新方向
- 2026-07-02 05:42:01
南京中医药曹鹏/陈景、中科院遗传发育所韩荣成团队发表于 Journal of Controlled Release（2026）的综述研究。
中药汤剂煎煮过程中活性组分可经非共价 / 共价作用自组装形成汤剂源纳米粒（DDNs）；该综述阐明氢键、π-π 堆积、疏水作用等多重作用力协同驱动小分子、大分子、金属离子共组装的分子规律，明确多糖蛋白基质赋予纳米粒胃肠道稳定、病灶微环境响应释药等递送优势；系统梳理 DDNs 在呼吸、循环、消化等八大生理系统疾病中多通路调控药效特征，同时指出组装机制不明、批次重现性差、长期安全数据缺失、质控标准空白等核心瓶颈，并提出融合分子数据库、分子模拟与人工智能搭建“成分-组装结构-药效”预测模型，为中医药现代化、天然无载体纳米药物研发提供全新理论范式与研发思路。
【发表信息】
原名：Decoction-derived nano-granules from traditional Chinese medicine for drug delivery
译名：中药汤剂源纳米粒及其药物递送研究
期刊：Journal of Controlled Release
影响因子：中科院1区, IF 11.5
发表时间：2026年6月13日
链接：https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2026.115099
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【主要内容】
一、DDNs 自身形成与组装分子机制
1.中药 DDNs 依靠哪些作用力完成自组装？谁起主导作用？
核心非共价作用力：氢键、π-π 堆积、疏水相互作用、静电相互作用、范德华力；
共价作用力仅在特定体系出现，作为组装前置步骤辅助成型。
2.各类非共价作用力分别承担什么功能？
氢键：中等强度、具备方向性，稳定超分子骨架，调控纳米颗粒形貌与刚性；
π-π 堆积：黄酮、生物碱等芳香成分关键作用力，常与氢键协同改变颗粒形态；
疏水相互作用：纳米内核成型最主要驱动力，直接决定颗粒能否形成及粒径区间；
静电相互作用：正负电荷组分结合，Zeta 电位数值决定胶体稳定性，防止颗粒团聚；
范德华力：细微调整纳米形貌，维持纳米颗粒长期胶体稳定。
3.不同纳米形貌（球形、纤维 / 棒状、层状）由哪些作用力组合形成？
球形纳米粒：氢键 + π-π 堆积 + 疏水作用协同，形成低能稳定体系；
纤维/棒状纳米结构：氢键、π-π 堆积具备定向性，引导分子沿单一轴一维生长；
③状纳米结构：分子骨架共平面排布，依靠高度有序二维堆叠成型。
4.共价键在 DDNs 组装中起到什么作用？有哪些实例？
球形纳米粒：氢键 + π-π 堆积 + 疏水作用协同，形成低能稳定体系；
纤维/棒状纳米结构：氢键、π-π 堆积具备定向性，引导分子沿单一轴一维生长；
状纳米结构：分子骨架共平面排布，依靠高度有序二维堆叠成型。
5.汤剂中参与组装的化学单元分为哪三类，各自组装模式是什么？
分为小分子活性物、大分子基质、金属离子三类：
小分子（生物碱、皂苷、萜类、酚酸）：依靠氢键、π-π、疏水作用自组装，结构简单，组装规律易通过分子动力学模拟预测；
大分子（植物多糖、蛋白）：静电、疏水、氢键搭建纳米骨架，依靠空间位阻包裹小分子药物，实现缓释；
金属离子（Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺等矿物药离子）：以金属配位键为核心，搭配其余非共价键，形成金属 - 酚网络纳米粒。
6.DDNs 分子自组装后，会产生哪些核心理化增效机制？
增溶：包裹难溶性中药活性成分，显著提升水溶性与口服生物利用度；
配伍协同增效：多活性组分共递送，多靶点同步起效，药效优于单一游离成分；
减毒保护：空间结构包裹毒性基团，阻断毒性代谢通路（如小檗碱组装后可掩盖马兜铃酸肾毒性位点）；
病灶微环境响应释药：pH、氧化还原敏感的氢键、π-π 键在病灶区域断裂，实现定点释药；
无载体优势：仅由中药内源组分构成，理论载药量 100%，不存在人工载体带来的免疫原性、细胞毒性。
二、纳米尺度递送屏障穿透与靶向机制
1.纳米颗粒粒径、表面结构如何影响呼吸道药物递送？
粒径 100–500 nm 的 DDNs 能够穿过呼吸道黏液纤毛清除屏障；200 nm 左右纳米粒肺部滞留效果最优；炎症部位酸性微环境会破坏 π-π 堆积、氢键，实现 pH 响应式局部释药。
呼吸系统生理屏障与 DDNs 治疗机制示意图
2.DDNs 口服后如何抵御消化道多重屏障，直达结肠病灶？
多糖、蛋白构成的外壳产生空间位阻，抵御胃酸、消化酶降解；中性肠道环境下氢键与 π-π 堆叠结构稳定，药物缓慢释放，能够完整抵达结肠发挥作用。
消化系统生理屏障与 DDNs 治疗机制示意图
3.用于关节腔内给药的 DDNs 具备怎样的结构优势？
多糖、蛋白构成的外壳产生空间位阻，抵御胃酸、消化酶降解；中性肠道环境下氢键与 π-π 堆叠结构稳定，药物缓慢释放，能够完整抵达结肠发挥作用。
肌肉骨骼系统屏障与 DDNs 抗高尿酸机制示意图
4.何种尺寸的 DDNs 可以穿过肾脏肾小球滤过屏障？
粒径小于 8 nm 的超小型 DDNs 能够穿透肾小球滤过屏障，靶向作用于肾小管组织。
泌尿生殖系统生理屏障与 DDNs 作用示意图
5.DDNs 穿越血脑屏障（BBB）的关键结构条件是什么？
粒径 30–200 nm 区间的纳米粒，可通过受体介导胞吞转运穿过血脑屏障；多糖构成的亲水外壳提升血液循环稳定性，内部皂苷组分发挥神经保护药效。
神经系统屏障与 DDNs 神经保护示意图
6.DDNs 如何实现肿瘤组织靶向释药？
肿瘤微环境呈酸性、高谷胱甘肽（GSH）状态，会破坏纳米颗粒内部非共价键或二硫键，纳米结构解体，药物仅在肿瘤部位释放，降低全身毒副作用。
免疫系统肿瘤微环境与 DDNs 抗肿瘤免疫示意图
三、纳米尺度递送屏障穿透与靶向机制
1.DDNs“无载体一体化”的核心内涵与优势是什么？
DDNs 全部由中药自身内源组分组装而成，多糖、蛋白既是纳米骨架载体，本身也具备药理活性；实现 100% 药物载量，规避人工高分子纳米载体的免疫毒性、细胞毒性。
2.DDNs 为何契合中药“多成分、多靶点、整体调节”理论？
DDNs 不单一作用于某一个蛋白靶点，可同步调控炎症、氧化应激、细胞凋亡、免疫多条疾病调控网络，与中医整体论治的核心思想匹配。
3.煎煮过程对于 DDNs 而言，仅仅是提取有效成分吗？
不是。煎煮是动态分子组装反应器，高温、水环境下各类中药组分自发发生非共价/共价组装，复方 “君臣佐使” 配伍的物质基础就是多组分共组装形成的 DDNs。
3.中药传统炮制工艺和 DDNs 自组装存在什么关联？
炒制、油炙等炮制手段依靠加热改变分子间作用力，调控纳米组装行为，从分子层面解释了传统炮制“增效减毒”的内在原理。
四、当前 DDNs 机制研究现存短板问答
现阶段 DDNs 分子机制研究存在哪些局限？
复方多组分共组装的分子互作机制尚不清晰，现有研究大多仅局限两种小分子配对体系； 缺乏直观可视化证据，难以追踪 DDNs 体内吸收、分布、代谢、排泄全过程； 未建立纳米结构与药效之间的定量构效关系，无法提前预测中药配伍后的纳米组装行为； DDNs 长期体内蓄积、慢性脏器毒性相关分子机制几乎无系统性研究。
【小编寄语】
该综述将中药汤剂自组装纳米粒（DDNs）分子组装机制与八大系统疾病药理研究深度融合，为中医药纳米递送、中药配伍物质基础解析与天然无载体纳米药物开发提供可直接复用的完整研究范式，对中医药现代化及天然超分子药物领域具有重要参考价值：
以汤剂煎煮自组装现象为切入点，系统厘清小分子、大分子、金属离子多元组分依靠非共价 / 共价作用力共组装规律，搭建 “煎煮环境 - 分子相互作用 - 纳米结构” 完整理论链条，为解析中药君臣佐使配伍科学内涵提供标准化研究思路。 从分子作用力、组装单元、纳米形貌、体内递送特性逐层拆解 DDNs 构效关系，形成 “组分 - 组装结构 - 理化特性 - 病灶靶向” 严谨验证逻辑，可直接用于各类单味药、复方自组装体系机制挖掘。 系统归纳 DDNs 适配呼吸、循环、消化等八大生理屏障的尺寸、电荷、多糖基质调控策略，依托天然内源组分实现 100% 载药、减毒增效、微环境响应释药，规避人工载体毒性缺陷，为难溶性中药活性成分的制剂转化提供高效路径。
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