聚多巴胺纳米点通过恢复氧化还原稳态和肠道微环境改善炎症性肠病

本文创新性地设计开发了聚多巴胺纳米点（PDA NDs）作为口服靶向制剂，通过调控肠道氧化应激和促炎微环境实现炎症性肠病（IBD）的高效治疗。该纳米材料兼具胃肠道稳定性与结肠炎症靶向性，可同步消除活性氧（ROS）、减轻炎症反应、修复肠屏障功能并重塑肠道菌群平衡，为IBD综合管理提供了安全高效的新策略。

　　

摘要

研究团队开发的新型聚多巴胺纳米点（PDA NDs）展现出治疗炎症性肠病（IBD）的多重优势。这种直径仅3 nm的纳米材料通过精确靶向结肠炎症部位，同步实现活性氧（ROS）清除、促炎微环境调节、肠屏障功能修复和肠道菌群重建。动物实验证实其口服给药后能显著改善不同严重程度IBD模型的病理特征，且具有卓越的生物安全性。

1 引言

IBD作为复杂的胃肠道炎症性疾病，其发病与肠道屏障功能障碍和菌群紊乱密切相关。当前临床治疗面临靶向性差、系统毒性大等挑战。聚多巴胺（PDA）因其类黑色素的化学结构和多重生物活性（包括自由基清除和免疫调节）引起关注。研究突破性地将传统PDA纳米颗粒（160 nm）优化为超小纳米点（3 nm），显著提升了其肠道靶向性和生物利用度。

2 结果与讨论

2.1 PDA NDs的制备与表征

通过水热法合成的PDA NDs呈现均匀点状形态（图1B），原子力显微镜显示其高度仅3 nm（图1C）。电子自旋共振（ESR）谱显示g因子为2的特征峰（图1D），证实其具有类黑色素的自由基特性。¹³C NMR谱中δ=129 ppm（sp²碳）和143 ppm（酚羟基碳）等特征峰（图1E），结合拉曼光谱和FT-IR分析（图1F-G），验证了纳米点的碳化结构和丰富表面官能团。XPS进一步揭示了其含有醌基、吲哚环等活性基团。

2.2 治疗机制研究

PDA NDs通过三重机制发挥疗效：

1）高效清除多种ROS（包括·OH、O₂^-等），降低氧化应激水平；

2）抑制NF-κB等促炎通路，减少TNF-α、IL-6等细胞因子分泌；

3）上调紧密连接蛋白（ZO-1、occludin）表达修复肠屏障。

16S rRNA测序显示其能显著增加益生菌（如乳杆菌）丰度，重建菌群平衡。

2.3 体内疗效评估

在DSS诱导的IBD模型中，口服PDA NDs组结肠长度较模型组增加35%，病理评分降低62%，疗效显著优于传统PDA NPs（p<0.01）。荧光成像显示纳米点能在炎症部位富集超过24小时。长期毒性实验证实其无明显肝肾毒性，生物相容性优异。

结论

该研究开创性地将超小PDA NDs开发为多功能口服制剂，其"一箭三雕"的治疗策略（抗氧化-抗炎-菌群调节）为IBD精准治疗提供了新范式。纳米点优异的稳定性和靶向性突破了传统口服制剂的局限，具有重要临床转化价值。