原创 高分子科技 2024年10月27日 07:11 北京
图1 铁-多酚纳米酶的制备及作用示意图。
过量饮酒和长期服用非甾体抗炎药（NSAIDs）导致的胃炎，影响着全球数百万人的健康，然而针对此类疾病的安全有效的治疗方案还非常欠缺。目前已有一系列纳米酶被用于炎症性肠病（IBD）的口服治疗，但针对胃炎治疗的研究仍处于探索阶段。快速胃排空、苛刻的胃酸环境以及非食用成分的构成等挑战阻碍了纳米酶在这方面的实际应用。为此，四川大学生物医学工程学院李旭东教授/易增课题组利用完全可食用成分合成了10nm以下的超小型铁-多酚纳米酶（UIPNs）。UIPNs 可迅速穿透胃黏膜，在胃内停留 12 小时以上，并在苛刻的酸性环境中保持稳定。它们表现出卓越的类过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性。在灌胃酒精前1h给药1次，与奥美拉唑相比，三种铁-多酚纳米酶（姜黄素、槲皮素和漆黄素）对小鼠胃黏膜损伤的治疗作用更好，其中漆黄素 UIPNs的效果最佳。这些完全来源于食物的成分通过非共价相互作用形成超小型纳米酶，可确保长期安全性，并有望在各种胃肠道疾病中发挥重要作用（图1）。
作者利用可食用的天然活性多酚（姜黄素、槲皮素和漆黄素）、铁离子和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）经非共价组装，成功制备出三种尺寸小于10纳米的超小纳米酶。这些纳米酶的超小尺寸不仅使难以溶解的多酚完全水溶，从而增强了难溶多酚的生物利用度，并且提高了它们的胃保留能力和粘液穿透性。该制备方法简单、低成本且高度可调，展示了超小型纳米酶在健康干预和治疗中的广泛应用前景。（图2）。
纳米酶在低浓度下表现出显著的抗氧化和抗炎作用，具体来说，几种铁-多酚类纳米酶通过高效清除胞内的活性氧（ROS），降低细胞内氧化应激水平，从而减轻氧化损伤。此外，在炎症环境中，铁-多酚纳米酶还能有效调节免疫细胞的功能，特别是抑制巨噬细胞的M1型极化过程，减少促炎因子的表达，例如TNF-α、IL-6等。同时，这类纳米酶有助于促进巨噬细胞向M2型抗炎状态转变，上调抗炎因子的表达，如IL-10，从而实现对炎症反应的双向调控。这一机制展现了纳米酶在氧化应激相关疾病治疗中的潜在应用价值，为开发新型抗氧化、抗炎药物提供了重要依据。（图3）。
进一步，作者通过构建小鼠的酒精性急性胃黏膜损伤模型，验证了三种铁-多酚类纳米酶在预防和保护胃黏膜方面的显著功效。结果显示，与临床药物奥美拉唑相比，这些纳米酶在降低胃黏膜损伤程度上具有更优越的保护作用，特别是Fis UIPNs在预防和修复酒精诱导的胃黏膜损伤方面表现出最佳效果（图4）。这些纳米酶由天然食物成分通过非共价相互作用构建而成，确保了长期使用安全性。因此，这些基于食物来源的纳米酶在治疗和预防胃肠道疾病方面具有巨大的潜力，本研究为开发安全、有效的胃肠保护剂提供了新思路。
该研究以“Edible Ultrasmall Polyphenolic Nanozymes for Oral Treatment of Alcohol-Induced Acute Gastritis”为题发表在Chemical Engineering Journal上。文章的第一作者为四川大学生物医学工程学院硕士生郑鑫，通讯作者为李旭东教授，易增副研究员。该研究得到了国家自然科学基金（82102214）、四川省自然科学基金（2024NSFSC1657和2024NSFSC1521）以及四川大学华西医院博士后科研基金项目（2023HXBH013）的资助。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724085814