温医大蔡晓军/沈新坤/潘乙怀AFM: 活性氧激活的CO多功能纳米药物可重塑肠道免疫微环境和调节肠道菌群用于高效管理炎症性肠病

肠道粘膜免疫系统的异常激活和高度失调的肠道菌群在IBD的进展中起着至关重要的作用。在急性炎症时，大量浸润的单核细胞在进入肠道固有层后会分化为活化巨噬细胞，后者可通过持续分泌高浓度的炎性细胞因子/趋化因子/ROS来进一步恶化炎症反应。过量的ROS会导致NF-κB的持续激活，进而释放更多的细胞因子/趋化因子，从而诱发炎症级联反应；过量的ROS还会导致肠上皮细胞凋亡、肠道屏障功能障碍和肠道菌群失调；肠道菌群失调可诱发慢性炎症状态，增加有毒物质生成，破坏宿主代谢。因此，开发能够通过高效抗氧化/抗炎/抗菌来有效重塑肠粘膜免疫稳态和肠道菌群的创新疗法对于IBD的高效治疗至关重要。

针对上述问题，温州医科大学附属口腔医院蔡晓军研究员和潘乙怀教授，以及温州医科大学瑞安人民医院的沈新坤研究员创新性地构建了一种活性氧(ROS)激活的CO多功能纳米药物(CMPs)，其可通过高效抗氧化、抗炎和抗菌来重塑肠道免疫-微生物群的微环境（图1）。CMPs以树状多肽纳米凝胶为载体，内部可控载有CORM-401(一种具有氧化响应释放CO特性的CO释放分子)，表面化学接枝有甘露糖。带负电荷的CMPs在直肠给药后可特异性黏附在受损结肠粘膜表面，随后被活化的免疫细胞内化；CORM-401可以在活化的免疫细胞内快速释放CO，从而发挥多重治疗作用；体内外实验结果表明，CMPs可高效清除IBD部位的ROS，抑制炎症反应，清除致病菌以及缓解结肠炎症状（图2）；RNA测序结果表明CMPs可通过清除ROS，抑制NF-κB/p38MAPK, 激活PI3K-Akt，抑制HIF-1引起的糖酵解来重塑肠道黏膜免疫稳态（图3,4）；16s测序结果表明CMPs可通过抑制有害菌和增加益生菌的增殖来调节肠道菌群（图5）。综上，本研究为IBD的高效治疗提供了一种富有前景的多功能纳米药物。该研究成果发表在国际重要刊物《Advanced Functional Materials》上。（Reactive Oxygen Species-Activated CO Versatile Nanomedicine with Innate Gut Immune and Microbiome Remodeling Effects for Treating Inflammatory Bowel Disease. Advanced Functional Materials. 2023.）该研究得到了国家自然科学基金面上项目、浙江省基础公益研究计划、浙江省医药卫生科技计划等基金的资助和支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202304381

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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