Biomaterials:一石二鸟,我国学者开发抗炎修复一体化纳米药物,为炎症性肠病提供集成治疗新策略

[日期:2026-03-05] 作者:生物谷 次浏览 [字体: ]

炎症性肠病(IBD)是一种慢性复发性胃肠道疾病,以持续性炎症与肠道屏障受损为特征。现有治疗多仅聚焦于炎症控制,缺乏有效的黏膜修复能力,疗效有限且伴随不良反应。

2026226日,北京生物技术研究院高翔、中南大学周文虎共同通讯在Biomaterials上在线发表题为Dual-functional tea polyphenolserotonin nanoparticles for integrated inflammation suppression and mucosal repair in inflammatory bowel disease的研究论文。该研究通过表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)与5羟色胺(5HT)的氧化共聚,制备了茶多酚5羟色胺纳米粒(TPSNs),兼具两者的抗炎、抗氧化与黏膜修复功能。

在斑马鱼与小鼠的葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导急性结肠炎模型,以及IL10敲除慢性结肠炎模型中,系统评价了其治疗效果。机制研究表明,TPSNs可有效清除活性氧与活性氮(RONS),促进巨噬细胞由M1型向M2型极化,抑制焦亡与NFκB信号通路,并激活MAPKPI3KAKT通路,增强上皮细胞增殖与迁移。

TPSNs进一步载入温敏型原位凝胶用于直肠给药,可实现局部长效释药。体内实验显示,该制剂显著改善疾病症状与组织病理学损伤,生物安全性评价证实其对主要脏器无明显毒性,不影响肝肾功能。综上所述,TPSNs可同时调控炎症与黏膜修复通路,作为安全高效的纳米药物,为IBD的一体化治疗提供了新策略。

炎症性肠病(IBD)是一种慢性、复发性胃肠道疾病,以持续性炎症和肠道屏障损伤为主要特征。IBD病程长、复发率高、临床表现复杂,已成为全球性重大公共卫生挑战。越来越多的证据表明,肠道驻留巨噬细胞的免疫代谢紊乱是IBD发病的核心机制。病灶中存在大量经典激活的M1型巨噬细胞浸润,可产生过量的活性氧与活性氮(RONS)以及促炎细胞因子和趋化因子。

这些介质会促进肠上皮细胞(IECs)凋亡、破坏黏膜完整性,最终形成“炎症–黏膜损伤”的恶性循环,进一步加重胃肠道功能障碍。基于这一病理机制,理想的IBD治疗需要同时实现抗炎与受损肠道屏障修复。目前治疗策略主要以抑制炎症为主,如5氨基水杨酸衍生物、糖皮质激素、单克隆抗体及JAKSTAT抑制剂等。然而,这些药物对黏膜修复作用有限,长期使用还可能产生严重不良反应,因此亟需开发兼具抗炎与屏障修复双重功能、安全高效的新型治疗方案。

近年来,恢复肠道屏障完整性的研究主要聚焦于三个方向:抑制肠上皮细胞凋亡、促进紧密连接蛋白修复、增强肠道干细胞活性。在肠道微环境的内源性调控分子中,5羟色胺(5HT,血清素)在维持黏膜稳态中发挥关键作用。5HT主要由肠道肠嗜铬细胞合成,参与肠道蠕动、肠神经系统发育及上皮更新。

机制研究表明,激活5HT1A受体可通过第二信使级联反应激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)与磷脂酰肌醇3激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(PI3KAKT)信号通路,MAPK可抑制肠上皮细胞凋亡,PI3KAKT则促进细胞增殖,凸显其在黏膜愈合中的治疗潜力。但5HT在体内代谢快、受体分布广泛,易产生脱靶效应,限制了其临床应用。

有趣的是,5HT在弱碱性条件下可发生氧化聚合,形成聚血清素(PST),该材料在酸性环境中具有pH敏感降解特性。该团队前期研究表明,PST可作为功能化涂层材料,有潜力在IBD病灶酸性微环境中实现5HT局部缓释。同时,茶叶来源的多酚化合物表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)可通过氧化聚合形成纳米粒(茶多酚纳米粒,TPNs),保留了EGCG的抗氧化与抗炎活性,能够抑制细胞焦亡,在IBD模型中展现出治疗潜力。

基于上述发现,该研究在Mn²⁺催化下,通过EGCG5HT的氧化自聚合及超分子自组装,构建了一种新型杂化纳米粒茶多酚血清素纳米粒(TPSNs)。该体系充分发挥两种组分的互补生物活性:茶多酚纳米粒部分具有强效自由基清除能力,促进巨噬细胞由M1型向M2型极化,抑制NFκB信号通路并阻断焦亡;聚血清素部分则激活MAPKPI3KAKT通路,促进肠上皮细胞迁移与存活,重建紧密连接蛋白(ZO1occludin),并维持肠道黏液中MUC2的分泌,增强屏障修复。

这种多功能设计直接靶向IBD的两大核心病理特征——炎症与屏障功能障碍。该研究在斑马鱼和小鼠的葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导急性结肠炎模型,以及IL10敲除慢性结肠炎模型中系统评价了TPSNs的治疗效果。为实现临床转化与患者依从性,进一步将TPSNs制备成温敏型原位凝胶用于直肠给药,实现炎症部位的局部长效释药,为IBD的有效治疗提供了一种融合纳米医学与生物活性分子递送的新策略。

参考消息:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961226001006?via%3Dihub