靶向递送黑色素纳米颗粒的乳酸杆菌发酵外泌体用于溃疡性结肠炎的精准可视化治疗

为解决溃疡性结肠炎（UC）治疗中药物靶向性差、副作用大等问题，山西医科大学团队开发了负载黑色素纳米颗粒（MNPs）的乳酸杆菌发酵外泌体（Lf-EVs）复合体系MNPs-Lf-EVs。该研究通过超声破碎法构建纳米递送系统，结合荧光/光声成像证实其肠道炎症靶向性，并验证了其通过清除ROS、调节肠道菌群和修复屏障等多重机制缓解UC的效果，为UC的精准治疗提供了新策略。

　　

溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis, UC）是一种以肠道慢性炎症、氧化应激和菌群失调为特征的难治性疾病，现有疗法常因药物靶向性不足和全身副作用受限。面对这一临床挑战，山西医科大学的研究团队创新性地将天然黑色素纳米颗粒（Melanin Nanoparticles, MNPs）与乳酸杆菌发酵外泌体（Lactobacillus fermentum Exosomes, Lf-EVs）结合，构建了兼具治疗与可视化功能的MNPs-Lf-EVs系统，相关成果发表于《Journal of Advanced Research》。

研究团队采用超声破碎法将MNPs封装入Lf-EVs，通过透射电镜（TEM）、动态光散射（DLS）和纳米颗粒追踪分析（NTA）验证其粒径（约133 nm）和稳定性。体外实验证明MNPs-Lf-EVs可被肠上皮细胞（NCM 460）和巨噬细胞（RAW 264.7）高效摄取，显著清除自由基（DPPH和OH-清除率>88%），并促进细胞迁移（48小时迁移率提升49.8%）。借助近红外荧光（ICG标记）和光声成像技术，首次揭示了Lf-EVs口服后在炎症肠道的靶向蓄积长达36小时，而游离MNPs仅维持24小时。

在DSS诱导的UC小鼠模型中，MNPs-Lf-EVs展现出多重治疗优势：

1. 症状缓解：将结肠长度从模型组的5.9 cm恢复至8.2 cm（接近正常9.28 cm），疾病活动指数（DAI）显著降低；
2. 机制解析：通过提升超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）水平，逆转氧化应激；下调促炎因子IL-6、TNF-α，上调抗炎因子IL-10；
3. 菌群调控：16S rRNA测序显示其增加有益菌（如阿克曼菌Akkermansia和普雷沃菌Prevotellaceae）丰度，恢复菌群α多样性（ACE指数提升）；
4. 屏障修复：免疫荧光证实ZO-1和Occludin蛋白表达恢复，修复肠黏膜紧密连接。

该研究的突破性在于：

1. 天然安全性：MNPs和Lf-EVs均为内源性物质，溶血实验（<5%）和器官病理学证实其生物相容性；
2. 协同治疗：Lf-EVs既作为递送载体保护MNPs通过胃酸环境，又通过菌群调节增强疗效；
3. 诊疗一体：利用MNPs的光声特性实现治疗过程可视化，为UC的精准用药提供依据。

这项研究为UC的靶向治疗提供了创新性解决方案，其“绿色制备-精准递送-多重机制-实时监控”的策略对炎症性肠病诊疗具有重要参考价值。未来可进一步探索Lf-EVs中特定蛋白（如外膜蛋白）与肠道免疫细胞的相互作用机制，推动临床转化。