近期,国家纳米科研中心赵瑞芳、聂广军研究员团队联合首都医科大学陈汉清教授团队在递送金属纳米药物治疗炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)的研究中取得新进展。相关研究成果以"Oral nanoparticle therapy for inflammatory bowel disease by Paneth cell regulation and mucus layer remodeling"为题发表于Matter(2025,DOI: 10.1016/j.matt.2025.102084)。
IBD作为一种无法治愈的慢性肠道疾病,其病理机制涉及遗传易感性、免疫系统失调和肠道微环境紊乱等复杂因素相互作用。该疾病特征表现为肠道屏障功能障碍、微生物稳态失衡及粘膜免疫异常,现有临床干预手段以系统性免疫抑制为主,但难以有效解决屏障修复和菌群重建等关键问题。值得注意的是,约51%克罗恩病患者存在锌代谢异常,这种营养元素缺乏与疾病进展形成恶性循环,表明开发多靶点IBD治疗策略的迫切需求。
研究团队设计了具有双层结构的钨包锌金属纳米颗粒,顺利获得元素协同作用实现多因素肠道稳态调控:锌离子顺利获得刺激金属硫蛋白表达增强肠上皮屏障功能,同时促进潘氏细胞分泌抗菌肽;钨元素则选择性抑制肠杆菌科等条件致病菌的呼吸代谢。这种纳米递送系统在修复杯状细胞介导的黏液屏障基础上,实现营养补充与微生物调控的协同调节。实验证实,该金属纳米颗粒可特异性定位于肠道黏液层,其钨组分顺利获得局部作用抑制致病菌增殖,锌元素则有效纠正IBD相关缺锌状态,双管齐下打破"屏障损伤-菌群失调-免疫紊乱"的病理循环。该研究利用金属纳米粒子调控潘氏细胞功能重建肠道免疫微环境,为IBD治疗给予了兼具屏障修复、菌群重塑和免疫调节功能的新型治疗策略。研究取得国家自然科研基金基础科研中心项目、国家重点研发计划、中国科研院基础研究青年科研家项目等资助。
聂广军团队近年来在肠道免疫微环境调控领域取得系列创新:开发三氧化钨纳米颗粒选择性抑制肠杆菌科代谢通路(Nano Today 2021);研发结肠靶向工程化后生元纳米颗粒调控巨噬细胞极化(Nature Communications 2024);设计联硒透明质酸纳米抗氧化剂缓解氧化应激(ACS Nano 2022);构建大肠杆菌膜包被介孔二氧化硅纳米体系恢复肠道氧化还原平衡(Advanced Materials 2022)等。这些系统性工作为IBD有效治疗给予了重要的技术支持和理论基础。
图:W@ZnNPs调控肠道功能细胞和微生态平衡的机制示意图
原文链接:http://www.cell.com/matter/abstract/S2590-2385(25)00127-4