综述:发病机制导向的纳米酶在炎症性肠病治疗中的应用

【字体: 时间:2025年06月23日 来源:Materials Today Bio 8.7

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  这篇综述系统阐述了纳米酶(nanozyme)技术在炎症性肠病(IBD)治疗中的最新进展,重点探讨了基于氧化应激(ROS)、内质网应激(ER stress)、细胞因子失衡和肠道菌群失调等发病机制的多靶点协同治疗策略,为开发新型纳米酶药物提供了理论依据和技术路径。

  

炎症性肠病(IBD)的发病机制与治疗挑战
炎症性肠病(IBD)是一种慢性肠道炎症性疾病,主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。其发病机制涉及遗传因素(如NOD2、IL23R基因变异)、氧化应激(ROS过量)、内质网应激(UPR通路激活)、促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β)失衡以及肠道屏障破坏和菌群失调。当前临床治疗以氨基水杨酸类药物、糖皮质激素和生物制剂为主,但存在副作用大、易复发等问题。

纳米酶技术的突破性应用
纳米酶是一类具有天然酶催化活性的纳米材料,如Fe3O4(过氧化物酶POD样活性)、CeO2(超氧化物歧化酶SOD和过氧化氢酶CAT样活性)等。其优势在于稳定性高、可规模化制备,且能通过尺寸/电荷介导的炎症靶向策略富集在病变部位。

发病机制导向的纳米酶设计

  1. 氧化应激靶向:早期研究聚焦ROS清除,如锰普鲁士蓝纳米酶(MPBZ)通过SOD/CAT级联反应将O2•?转化为H2O和O2;Pt@PCN222-Mn则模拟细胞内抗氧化系统。
  2. 免疫调节:纳米酶可调控巨噬细胞极化(M1→M2表型转换),如CoOOH纳米片通过抑制NLRP3炎症小体减少IL-1β分泌。
  3. 肠道屏障修复:硒纳米颗粒(SeNPs)能上调闭合蛋白(Occludin)和ZO-1表达;金属多酚网络CeOx通过MRI/CT成像指导治疗。
  4. 菌群重塑:碳点(C-dots)和酵母细胞壁修饰的ZnPBA@YCW可增加益生菌(如双歧杆菌)丰度,抑制致病性大肠杆菌。

未来挑战与展望
当前瓶颈包括:分子机制不明确(如ER stress调控路径)、长期安全性数据缺乏、靶向性不足等。发展方向包括:结合CRISPR-Cas9基因编辑、开发口服递送系统(如益生菌载体EcN@SA-pBDT-TA),以及探索铁死亡(ferroptosis)等新机制。通过多学科交叉融合,纳米酶有望成为IBD治疗的革新性策略。

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