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四川大學(xué)李旭東/易增 Chem. Eng. J.：可食用超小多酚納米酶口服治療酒精導(dǎo)致的急性胃炎
2024-10-27  來(lái)源：高分子科技

圖1 鐵-多酚納米酶的制備及作用示意圖。


  過(guò)量飲酒和長(zhǎng)期服用非甾體抗炎藥（NSAIDs）導(dǎo)致的胃炎，影響著全球數(shù)百萬(wàn)人的健康，然而針對(duì)此類(lèi)疾病的安全有效的治療方案還非常欠缺。目前已有一系列納米酶被用于炎癥性腸病（IBD）的口服治療，但針對(duì)胃炎治療的研究仍處于探索階段？焖傥概趴铡⒖量痰奈杆岘h(huán)境以及非食用成分的構(gòu)成等挑戰(zhàn)阻礙了納米酶在這方面的實(shí)際應(yīng)用。為此，四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院李旭東教授/易增課題組利用完全可食用成分合成了10nm以下的超小型鐵-多酚納米酶（UIPNs）。UIPNs 可迅速穿透胃黏膜，在胃內(nèi)停留 12 小時(shí)以上，并在苛刻的酸性環(huán)境中保持穩(wěn)定。它們表現(xiàn)出卓越的類(lèi)過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性。在灌胃酒精前1h給藥1次，與奧美拉唑相比，三種鐵-多酚納米酶（姜黃素、槲皮素和漆黃素）對(duì)小鼠胃黏膜損傷的治療作用更好，其中漆黃素 UIPNs的效果最佳。這些完全來(lái)源于食物的成分通過(guò)非共價(jià)相互作用形成超小型納米酶，可確保長(zhǎng)期安全性，并有望在各種胃腸道疾病中發(fā)揮重要作用（圖1）。


圖2. UIPNs的TEM圖像。


  作者利用可食用的天然活性多酚（姜黃素、槲皮素和漆黃素）、鐵離子和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）經(jīng)非共價(jià)組裝，成功制備出三種尺寸小于10納米的超小納米酶。這些納米酶的超小尺寸不僅使難以溶解的多酚完全水溶，從而增強(qiáng)了難溶多酚的生物利用度，并且提高了它們的胃保留能力和粘液穿透性。該制備方法簡(jiǎn)單、低成本且高度可調(diào)，展示了超小型納米酶在健康干預(yù)和治療中的廣泛應(yīng)用前景。（圖2）。


圖3 鐵-多酚納米酶的體外抗氧化、抗炎能力。


  納米酶在低濃度下表現(xiàn)出顯著的抗氧化和抗炎作用，具體來(lái)說(shuō)，幾種鐵-多酚類(lèi)納米酶通過(guò)高效清除胞內(nèi)的活性氧（ROS），降低細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平，從而減輕氧化損傷。此外，在炎癥環(huán)境中，鐵-多酚納米酶還能有效調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能，特別是抑制巨噬細(xì)胞的M1型極化過(guò)程，減少促炎因子的表達(dá)，例如TNF-α、IL-6等。同時(shí)，這類(lèi)納米酶有助于促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型抗炎狀態(tài)轉(zhuǎn)變，上調(diào)抗炎因子的表達(dá)，如IL-10，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)炎癥反應(yīng)的雙向調(diào)控。這一機(jī)制展現(xiàn)了納米酶在氧化應(yīng)激相關(guān)疾病治療中的潛在應(yīng)用價(jià)值，為開(kāi)發(fā)新型抗氧化、抗炎藥物提供了重要依據(jù)。（圖3）。


圖4 漆黃素UIPNs 對(duì)小鼠酒精性胃黏膜損傷的預(yù)防保護(hù)效果。


  進(jìn)一步，作者通過(guò)構(gòu)建小鼠的酒精性急性胃黏膜損傷模型，驗(yàn)證了三種鐵-多酚類(lèi)納米酶在預(yù)防和保護(hù)胃黏膜方面的顯著功效。結(jié)果顯示，與臨床藥物奧美拉唑相比，這些納米酶在降低胃黏膜損傷程度上具有更優(yōu)越的保護(hù)作用，特別是Fis UIPNs在預(yù)防和修復(fù)酒精誘導(dǎo)的胃黏膜損傷方面表現(xiàn)出最佳效果（圖4）。這些納米酶由天然食物成分通過(guò)非共價(jià)相互作用構(gòu)建而成，確保了長(zhǎng)期使用安全性。因此，這些基于食物來(lái)源的納米酶在治療和預(yù)防胃腸道疾病方面具有巨大的潛力，本研究為開(kāi)發(fā)安全、有效的胃腸保護(hù)劑提供了新思路。


  該研究以“Edible Ultrasmall Polyphenolic Nanozymes for Oral Treatment of Alcohol-Induced Acute Gastritis”為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。文章的第一作者為四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院碩士生鄭鑫，通訊作者為李旭東教授，易增副研究員。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（82102214）、四川省自然科學(xué)基金（2024NSFSC1657和2024NSFSC1521）以及四川大學(xué)華西醫(yī)院博士后科研基金項(xiàng)目（2023HXBH013）的資助。


  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724085814

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