来源：“Research科学研究”微信公众号
西南大学肖波教授团队将纳米技术与天然植物相结合，设计了一种天然来源的新型绿色口服纳米药物系统，该药物系统通过氟化聚合物修饰桑叶脂质，能有效协助递送药物稳定穿越胃肠道及黏液屏障，促进黏膜屏障修复，调控肠道菌群稳态，展现了绿色口服药物系统在肠道炎症治疗中的潜力。相关成果以“Mulberry Biomass-Derived Nanomedicines Mitigate Colitis through Improved Inflamed Mucosa Accumulation and Intestinal Microenvironment Modulation”为题发表在Research上。
Citation：
Yang W., Ma Y., Xu H., Zhu Z., Wu J., Xu C., Sun W., Zhao E., Wang M., Reis R., Kundu S., Shi X. & Xiao B. Mulberry Biomass-Derived Nanomedicines Mitigate Colitis through Improved Inflamed Mucosa Accumulation and Intestinal Microenvironment Modulation. Research 2023; 6: Article 0188.
https://doi.org/10.34133/research.0188
研究背景
溃疡性结肠炎（Ulcerative colitis，UC）是一种慢性、复发性的结肠炎症性疾病，近几十年来其发病率在全球范围内急剧上升。口服途径因其患者依从性高、相对安全、成本效益高，且能直接将药物输送至结肠炎症部位，已成为最广泛采用的给药方式。然而，在口服药物递送过程中，会遇到许多生理障碍，如胃酸、黏液和上皮屏障等挑战。其中，黏液被视为口服药物进入结肠下层黏膜时最具挑战性的屏障。目前，由于药物的高毒副作用和低生物利用度等因素的限制，治疗UC的临床药物受到了一定程度上的制约。因此，在UC治疗中，药物的生物安全性是一个不可忽视的关键因素。
研究进展
桑叶作为一种药食两用型植物，因其绿色、天然无毒而备受青睐。我们利用纳米技术提取了桑叶脂质（MLLs），为了提升其胃肠道稳定性能及黏液渗透性能，我们在其表面修饰了具有相分离属性的氟化pluronic（FP127），得到具有外泌体样的仿生纳米囊泡。随后，包覆植物来源的白藜芦醇纳米晶体（RN）药物，获得一种天然来源的新型绿色口服纳米药物系统（图1a）。研究发现随着FP127的引入，由于其独特的氟效应，能显著促进MLNs的黏液渗透能力（图1b）。
图1 FP127@RN-MLNs的制备示意图及黏液渗透评估
此外，桑叶中富含活性半乳糖成分。通过半乳糖介导的主动靶向作用，FP127@RN-MLNs能够被巨噬细胞有效摄取（图2a和2b）。进一步的研究显示（图2c-e），FP127@RN-MLNs能够促使巨噬细胞从促炎M1型向抗炎M2型转化。与阳性对照组（1273.0pg/mL）相比，FP127@RN-MLNs（929.9pg/mL）能显著降低促炎因子（TNF-α）的分泌水平，同时，FP127@RN-MLNs能够将抗炎因子（IL-10）的水平提升至17.3pg/mL。这些结果明确表明该治疗策略能够有效减轻溃疡性结肠炎的炎症微环境，进一步改善其治疗效果。
图2 细胞内在化及抗炎性能分析
H&E和PAS染色结果表明，FP127@RN-MLNs可有效治疗UC并减轻其症状。治疗组小鼠的结肠组织学外观、杯状细胞数量和黏液含量恢复至与健康对照组相似（图3）。免疫荧光染色结果显示，FP127@RN-MLNs能够促进粘蛋白（MUC2）和紧密连接蛋白（Occludin和ZO-1）的表达，其表达量分别是DSS未治疗组的3.8，2.4和3.7倍。进而实现受损黏膜的高效修复，重构黏膜屏障。这些结果揭示了FP127@RN-MLNs在综合治疗UC方面具有巨大的潜力。
图3 不同MLNs对急性UC的缓解及黏膜修复效果
未来展望
本研究以可持续的蚕桑资源为基础，结合微/纳米技术，设计并构建一系列新型多功能口服纳米药物递送系统用于疾病的多模态治疗。在这项研究的细胞实验和动物实验中，证实了天然来源的绿色桑叶除了赋予纳米药物对UC具有良好的治疗效果，并且表现出卓越的生物安全性。实现绿色口服药物系统的临床转化是未来研究的重要目标。
作者简介
肖波，西南大学教授，博导，生物技术系主任。围绕用于肠道疾病预防与治疗相关口服药物递送系统开展研究工作，先后入选国家级青年人才项目、“全球前2%顶尖科学家”、重庆市杰出青年基金获得者和重庆市特支计划青年拔尖人才等。近年来，以唯一或最后通讯作者身份在Gastroenterology、ACS nano、Advanced Drug Delivery Review、Biomaterials、Small、Journal of Controlled Release、Research、Acta Pharm. Sin. B、Molecular Therapy和Theranostics等国际权威期刊上发表学术论文60余篇，申请美国专利2项（授权1项）和中国专利10余项（授权4项）。先后主持国家级青年人才项目、国家自然科学基金（3项）和美国心脏协会博士后研究基金等项目。担任Frontiers in Bioengineering and Biotechnology期刊客座编辑，Asian Journal of Pharmaceutical Sciences、Chinese Chemical Letters和Advanced Fiber Materials青年编委、中国生物材料学会医疗器械与生物材料分会委员和中国药学会智能药物专委会委员。
石潇潇，西南大学副教授，2022年6月毕业于厦门大学，主要研究方向是微/纳米药物递送系统用于疾病的诊疗一体化研究。目前参与发表SCI论文20余篇，其中以第一作者、通讯作者（含共同）身份在Acc. Mater. Res.、Nano Today、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Small Methods等高水平学术期刊发表论文10余篇，影响因子大于10的论文6篇。此外，已取得国家发明专利7项（授权），主持重庆市自然科学基金面上项目、重庆市教委科学技术青年项目、西南大学中央高校基本业务费各一项。
