近日，南京林业大学黄超伯/熊燃华团队-中比联合先进生物医用材料联合实验室的博士研究生张莹莹在材料领域权威老牌期刊《Materials Science & Engineering R》（影响因子31.6，年收录文章仅20余篇）上发表题为“Advanced materials for intracellular delivery of plant cells: Strategies, mechanisms and applications”的综述论文。
细胞内递送是指将药物、蛋白质或遗传物质等分子递送到细胞内部的过程。目前，安全、高效的细胞递送方法已成为植物基因工程、分子生物学和遗传育种等领域的研究热点。然而，现有的植物细胞内递送方法仍然远落后于动物细胞。主要是由于植物细胞具有多层坚硬的细胞壁，其尺寸排除限制约为5~20 nm，这对外源分子递送到植物细胞构成了障碍。在结构组成上，植物细胞壁由初级细胞壁、次级细胞壁和细胞间层组成，主要由纤维素、半纤维素和果胶等多糖组成，它们通过氢键相互连接。这些复杂的结构包裹着植物细胞，为细胞提供维持细胞形态、增强机械强度、物质运输和信号转导、应对生物和非生物胁迫等重要功能。因此，与动物细胞结构相比，植物细胞壁的化学异质性和本征结构构成了植物细胞胞内递送的主要障碍。另一方面，植物的物种多样性也给该方法的发展带来了困难。常用于植物细胞内传递的方法主要包括农杆菌感染、基因枪和植物病毒感染等。近年来，包括纳米技术或纳米材料在内的纳米递送方法被引入基因传递载体，以安全的方式提高了植物细胞的递送效率。虽然有一些成果概述了不同的植物细胞递送方法的潜力，但到目前为止，对现有的植物细胞递送方法还缺少完整、系统的综述。基于此，该综述详细介绍了植物细胞内递送方法的最新进展，重点介绍了基于先进材料的纳米技术递送方法。特别是，基于纳米材料介导的递送方法提供了以下优点，包括高递送效率和安全性、能够在不同的植物物种之间递送不同的载物、提高了对酶降解的抵抗力等。该综述系统了用于植物细胞递送的每种方法（生物、化学和物理）及其机制、优点、缺点和挑战。还探讨了植物细胞递送的相关应用、挑战和未来前景，旨在激发植物科学领域相关研究的创新和进步。南京林业大学为第一完成单位，第一作者为南京林业大学化工学院2024届毕业博士研究生张莹莹，通讯作者为南京林业大学化工学院黄超伯教授和熊燃华教授。该成果得到了国家自然科学基金项目与江苏省杰出青年自然科学基金项目资助。熊燃华，博士，国家级青年人才，江苏省杰出青年基金获得者，江苏特聘教授，南京林业大学教授，博士生导师；近年来，致力于响应高分子材料及其生物医药应用研究，取得了一系列重要进展和创新性研究成果；主持国家自然科学基金优青（海外）项目、国家自然科学面上项目、中央军科委国防科技科技创新项目等；发表sci论文110余篇，包括nature nanotechnology（2篇）、nature communications（3篇）、chemical society reviews、advanced materials、advanced functional materials、accounts of chemical research等国际权威学术期刊；申请国际pct专利4项，并研制了光响应纳米材料的胞内递送产品，研究成果受到行业领域关注，论文他引5600余次，h指数46，14篇论文入选esi高被引论文，1篇论文入选esi热点论文，研究成果受到新华社布鲁塞尔分社首席记者专访；获比利时皇家显微镜学会优秀博士论文奖、比利时工业研发学会杰出博士奖、国际药物递送科学技术学会青年学者奖、根特大学药学院最佳博士论文奖。黄超伯，药学博士，南京林业大学林业工程国家“双一流”学科教授、博士生导师，2013年入选第四批“江苏特聘教授”。现任为南京林业大学化学工程学院院长，科技部“林业生物质先进材料学科创新引智基地”常务副主任，中比先进生物医用材料联合实验室主任，兼任中国林学会林产化学化工分会理事，《林产化学与工业》编委和《林业工程学报》青年编委会副主任。获首届江苏省百篇优秀论文，江苏省优秀硕士学位论文指导教师（2018，2020），南京林业大学优秀硕士论文指导老师（2017-2023）等荣誉。2003年江西师范大学获理学学士学位，2006年江西师范大学获理学硕士学位，2011年比利时根特大学（ghent university, belgium）获药学博士学位，并获得2010年国家优秀自费留学生奖学金，2011-2013年在瑞士联邦理工（洛桑）（epfl, switzerland）从事博士后研究工作。目前主要从事林木生物质功能材料的创制与应用理论及技术研究。近年来以通讯作者在nature nanotechnology, chemical society reviews, advanced materials等期刊发表sci论文130余篇，被他人引用10000余次，h指数62。连续两年（2022、2023）入选科睿唯安“全球高被引科学家”，先后主持国家自然科学基金面上项目等 8 项科研项目。张莹莹，工学博士，2024年6月毕业于南京林业大学化学工程学院。截止目前共发表SCI论文20余篇，累计影响因子超过225，以第一及通讯作者发表SCI论文15篇。在校期间获“江苏省三好学生”、“校长奖学金”、“国家奖学金”、“优秀毕业研究生”、“十佳大学生”及“优秀学生干部标兵”等荣誉称号。课题组介绍：
https://www.x-mol.com/groups/nfu-ugent--检测服务--
论文全文链接：
https://doi.org/10.1016/j.mser.2024.100821