基于微藻的肠绒毛靶向多级生物系统治疗肠易激综合征

本研究针对肠易激综合征（IBS）治疗中药物靶向性差、药代动力学异常等难题，开发了一种口服工程化微藻-纳米生物系统（SP@MYnn）。该系统通过微藻的肠绒毛捕获特性和纳米涂层增强粘附，实现了杨梅酮（MY）的精准递送，同时调节肠道菌群和脑-肠轴功能，为IBS的多症状协同治疗提供了新策略。

　　

研究背景与意义

肠易激综合征（IBS）是一种困扰全球10-15%人口的慢性胃肠功能障碍，以腹痛、腹胀和排便习惯改变为特征，常伴随脑-肠轴失调和肠道菌群紊乱。当前临床治疗手段如解痉药、益生菌等存在靶向性不足、长期疗效差等问题，尤其腹泻型IBS（IBS-D）因肠道动力异常导致药物吸收不稳定，传统肠溶胶囊难以应对。更棘手的是，IBS-D患者常合并小肠细菌过度生长（SIBO）和心理症状，亟需能同时调控多器官症状的创新疗法。

为突破这一瓶颈，浙江大学等机构的研究团队另辟蹊径，从微藻的天然特性中寻找解决方案。他们发现螺旋藻（Spirulina platensis, SP）的螺旋结构直径略小于肠绒毛间隙，可被物理捕获并长期滞留于肠道。基于此，团队构建了工程化微藻-纳米生物系统SP@MYnn，通过整合杨梅酮纳米颗粒（MYnano）与微藻载体，实现了药物递送与菌群调节的双重功能。这项突破性成果发表于《Nature Communications》，为IBS的精准治疗提供了全新范式。

关键技术方法

研究采用多组学联用策略：1) 通过生物信息学分析GSE36701数据集筛选IBS-D关键通路；2) 超声乳化法制备PLGA包覆的杨梅酮纳米粒（MY@PLGA），并经壳聚糖修饰增强粘附性；3) 利用扫描电镜（SEM）和石英晶体微天平（QCM）验证微藻-纳米系统的肠道滞留特性；4) 采用柠檬酸杆菌感染联合水回避应激（WAS）构建IBS-D动物模型；5) 通过16S rRNA测序和靶向代谢组学分析菌群及短链脂肪酸（SCFAs）变化；6) 结合行为学实验和免疫荧光评估脑-肠轴调控效果。

主要研究结果

1. IBS-D诱导肠道动力障碍与药物吸收受损

基因富集分析显示IBS-D患者差异基因涉及γ-氨基丁酸能突触、胆汁分泌等通路，与肠动力紊乱直接相关。药代动力学实验证实，传统肠溶胶囊在IBS-D模型中血药浓度峰值（C_max）降低达50%，而SP@MYnn通过微藻的物理锚定作用抵抗肠蠕动干扰，使药物分布不受疾病影响。

2. 合成与表征

MYnano粒径约300 nm，经壳聚糖修饰后zeta电位由负转正。SP@MYnn的叶绿素荧光强度表明活性物质保存完好，3D扫描显示纳米涂层厚度达11,973 nm，具有强载药能力。体外模拟实验证实该系统可抵抗胃酸（SGF）和肠液（SIF）侵蚀。

3. 恢复肠道屏障功能

在PI-WAS模型中，SP@MYnn显著增加黏蛋白MUC-2阳性杯状细胞数量，使紧密连接蛋白ZO-1和Claudin-1表达恢复至正常水平。血清LPS检测显示其可将肠屏障通透性降低2.3倍，粪便含水量减少27%。

4. 通过SCFAs-GPR43通路调控脑-肠轴

菌群分析发现SP@MYnn显著富集乳酸杆菌（Lactobacillus），使有益丁酸含量提升3.1倍，同时降低异戊酸等有害代谢物。在GPR43敲除小鼠中，该系统对脊髓和前额叶皮层小胶质细胞活化的抑制作用消失，证实SCFAs受体是关键作用靶点。

结论与展望

该研究开创性地将微生物载体与纳米技术结合，解决了IBS-D治疗中药物递送不稳定、多症状难兼顾等核心问题。SP@MYnn的创新性体现在三方面：1) 物理锚定机制克服肠动力异常导致的药代动力学变异；2) 通过微藻预 biotic特性协同调节菌群-免疫-神经网络；3) 纳米涂层实现酸保护与SIBO抑制双重功能。这种"载体-药物-菌群"三位一体策略为其他脑-肠共病提供了研究模板，未来或可拓展至炎症性肠病、功能性消化不良等领域。

（注：文中所有数据与结论均源自原文，Jiahui Ye等作者未参与本解读创作）