惠民福利国产精品午夜一级毛片精品_高清无码操逼免费观看的毛片_惠民福利国产又色又爽又黄的在线观看_91精品久久久久中文字幕_99免费视频在线_欧洲熟妇AV一级_日本不卡在线视频二区三区_嗯…啊摸湿奶头免费视频_国产精品免费观看无遮挡_少妇宾馆粉嫩10p

【研究背景】

潰瘍性結(jié)腸炎（UC），也被稱為炎癥性腸?。↖BD），是一種常見的胃腸道炎癥疾病。近年來，該病的發(fā)病率和相關(guān)死亡率顯著上升。UC主要表現(xiàn)為結(jié)腸的反復(fù)炎癥，目前的治療方法主要是通過口服抗炎藥物來減輕炎癥。然而，這些藥物的有效性受限于藥物在炎癥結(jié)腸中的靶向和滯留不足、黏液屏障的滲透受限，以及炎性細胞因子的過量產(chǎn)生。研究人員開發(fā)了多種納米顆粒（NPs）作為藥物遞送載體，盡管這些納米藥物能夠在特定條件下釋放藥物并減輕結(jié)腸炎，但其在結(jié)腸炎組織中的滯留時間和屏障滲透能力仍然有限。為了改善這些問題，最近開發(fā)了化學(xué)或生化驅(qū)動的微/納米馬達，用于增強胃腸道炎癥性疾病的治療。此外，巨噬細胞納米海綿被發(fā)現(xiàn)可以有效吸附炎性分子，展示了優(yōu)于單一抗體的廣譜生物中和能力。

針對上述問題，澳門大學(xué)中藥質(zhì)量研究國家重點實驗室王瑞兵團隊開發(fā)了一種創(chuàng)新的口服給藥系統(tǒng)，使用M2巨噬細胞膜包裹的Janus納米馬達（Motor@M2M），并將其嵌入海藻酸鈉水凝膠微球（SAM）中。這種系統(tǒng)在胃環(huán)境中保護納米馬達，并在腸道中釋放，增強了納米馬達對炎癥結(jié)腸的靶向遞送效率，最終減輕結(jié)腸上皮細胞的凋亡。在小鼠模型中，這種系統(tǒng)展示了顯著的治療效果，包括減輕炎癥、中和ROS、恢復(fù)腸道屏障功能和調(diào)節(jié)腸道微生物群。相關(guān)研究在2024年6月28日以“Oral microsphere formulation of M2 macrophage-mimetic Janus nanomotor for targeted therapy of ulcerative colitis”為題發(fā)表于《Science Advances》（DOI: 10.1126/sciadv.ado6798）。

圖1 Motor@M2M@SAM制劑示意圖及其用于UC治療的機制

（1）IL-4誘導(dǎo)的M2巨噬細胞膜作為納米海綿具有效中和炎癥因子的潛力

在IL-4刺激下，M2組的細胞膜表面炎癥因子受體表達顯著高于M1和M0組。特別是TNF-α (TNFR1)、IL-6 (IL-6R)和IFN-γ (IFNGR1)的受體（如圖2，A和B所示）。酶聯(lián)免疫吸附實驗（ELISA）結(jié)果顯示，M2組巨噬細胞膜在中和炎癥因子（包括TNF-α和IL-6）方面表現(xiàn)出更強的能力，作為納米海綿在中和炎癥因子方面具有顯著的優(yōu)勢。采用Pickering乳液法在介孔二氧化硅納米粒子（MSN）表面非對稱涂覆MnO₂，形成Janus電機（Motor）。通過擠出法將IL-4誘導(dǎo)的RAW 264.7細胞衍生的M2巨噬細胞膜（M2M）涂覆在Motor表面，成功制備了Motor@M2M。涂覆M2M后，Motor@M2M的水動力學(xué)尺寸從約152 nm增加到約169 nm，且其ζ電位比Motor更負，這歸因于M2M表面的強負電位。考馬斯亮藍染色分析顯示，Motor@M2M的蛋白質(zhì)帶與分離的M2M相似，進一步表明M2M涂層的成功。在催化性能測試中，Motor和Motor@M2M在30分鐘內(nèi)分別分解了54.5%和55.5%的H₂O₂。兩者在10分鐘內(nèi)催化生成了相似量的O₂（分別為17.5 mg/L和17.04 mg/L），表明M2M涂層不會影響氧氣的生成量。這些結(jié)果表明，Motor@M2M納米結(jié)構(gòu)的成功制備及其穩(wěn)定性和功能性能，為炎癥因子的中和提供了一種有效的新型方法。

圖2 Motor@M2M的特征及其運動行為

（2）H₂O₂驅(qū)動的Motor@M2M在抗氧化應(yīng)激和炎癥環(huán)境中表現(xiàn)出優(yōu)異的ROS清除能力

研究人員通過Nanosight NS500記錄了Motor@M2M在模擬結(jié)腸液中的自主運動，發(fā)現(xiàn)其運動軌跡隨著H₂O₂濃度的增加而增強。使用ImageJ分析發(fā)現(xiàn)，Motor@M2M和Motor在高濃度H₂O₂環(huán)境下運動方向性更強，而對稱結(jié)構(gòu)的MnO₂@M2M和MnO₂運動方向較為隨機。數(shù)據(jù)表明，Motor@M2M的運動距離從0.0 mM H₂O₂溶液中的43.1 μm增加到10 mM H₂O₂溶液中的179 μm，其平均速度達到17.9 μm/s，比對稱結(jié)構(gòu)納米粒子高出約1.5倍。進一步研究表明，Motor@M2M在H₂O₂豐富的炎癥微環(huán)境中通過消耗大量H₂O₂顯著降低ROS水平，從而緩解組織缺氧狀態(tài)。流式細胞術(shù)結(jié)果顯示，Motor@M2M在降低ROS表達方面具有顯著效果，并能上調(diào)抗炎性M2巨噬細胞標志物（CD206），促進巨噬細胞從M1型向M2型的極化。此外，Motor@M2M通過減少ROS對結(jié)腸上皮細胞的毒性，顯著降低細胞凋亡率，顯示出優(yōu)越的抗氧化應(yīng)激能力。這些發(fā)現(xiàn)表明，Motor@M2M在結(jié)腸炎癥治療中具有潛在應(yīng)用價值。

圖3 Motor@M2M通過產(chǎn)氧對促炎性巨噬細胞極化和NCM460細胞凋亡的緩解作用

（3）M2M在Motor@M2M中的炎癥靶向和中和能力顯著

在潰瘍性結(jié)腸炎（UC）中，M2巨噬細胞納米海綿表面的特定分子能夠與炎癥微環(huán)境中的受體結(jié)合。通過研究M2巨噬細胞納米海綿上淋巴細胞功能相關(guān)抗原1（LFA-1）和晚期抗原4（VLA-4）的表達，以及巨噬細胞和結(jié)腸上皮細胞上相應(yīng)受體（ICAM-1和VCAM-1）的表達，驗證了其炎癥靶向能力。結(jié)果顯示，LFA-1和VLA-4在M2巨噬細胞納米海綿中高表達，而在M0和M1巨噬細胞膜中表達顯著降低。相應(yīng)的受體ICAM-1和VCAM-1在炎癥細胞（LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7和NCM460細胞）中高表達。流式細胞術(shù)和共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）結(jié)果顯示Motor@M2M在LPS誘導(dǎo)的炎癥細胞膜上表現(xiàn)出強熒光，表明M2巨噬細胞納米海綿表面的特定蛋白質(zhì)能夠輕松與炎癥細胞中的受體結(jié)合。與之對比，未經(jīng)LPS刺激的RAW 264.7和NCM460細胞中，Motor@M2M和Motor表現(xiàn)出較弱的熒光。ELISA實驗表明，PLGA@M2M和Motor@M2M處理后的RAW 264.7和NCM460細胞中，代表性炎癥因子IL-6和TNF-α的分泌量顯著降低。這些結(jié)果表明，M2巨噬細胞納米海綿與炎癥巨噬細胞和結(jié)腸上皮細胞之間存在強分子識別能力，Motor@M2M可以通過表面受體被受體細胞捕獲，靶向炎癥部位并中和炎癥因子。

圖4 Motor@M2M 表面的 M2M 發(fā)揮巨噬細胞樣載體作用，用于靶向炎癥，并發(fā)揮納米海綿作用，用于中和炎癥

（4）Motor@M2M@SAM在炎癥結(jié)腸中的靶向遞送和腸道屏障穿透能力顯著

研究人員通過微流控方法制備了Motor@M2M鈉藻酸鹽微球（簡稱Motor@M2M@SAM），以確保M2M在胃腸道中的功能蛋白穩(wěn)定。研究顯示，Motor@M2M@SAM在胃液環(huán)境中48小時內(nèi)形態(tài)穩(wěn)定，而在結(jié)腸液中快速膨脹并在12小時內(nèi)出現(xiàn)大量裂紋，24小時內(nèi)破裂成碎片，48小時內(nèi)完全降解，表明其具有結(jié)腸靶向釋放能力。通過口服給藥的小鼠模型驗證了Motor@M2M@SAM的靶向遞送能力。在攝取Cy5標記的Motor@M2M@SAM 24小時后，小鼠結(jié)腸中熒光強度顯著高于對照組，48小時后進一步增強，表明Motor@M2M@SAM能夠有效到達結(jié)腸炎癥部位并釋放。定量分析結(jié)果顯示，Motor@M2M@SAM組小鼠結(jié)腸中錳含量（Mn）顯著高于其他組別，表明其具有較強的結(jié)腸靶向遞送能力。此外，冷凍切片實驗和共聚焦顯微鏡分析表明，Motor@M2M@SAM能夠深入穿透炎癥組織和腸道屏障，顯示出優(yōu)異的靶向和滲透性能。體外實驗進一步證明，在H2O2存在下，Motor@M2M和Motor顯著增強了黏液層的穿透能力。這些數(shù)據(jù)表明，具有Janus結(jié)構(gòu)的Motor@M2M憑借自推進特性能夠有效穿透黏液層，結(jié)合M2巨噬細胞納米海綿的炎癥靶向能力，使Motor@M2M@SAM系統(tǒng)在潰瘍性結(jié)腸炎的靶向治療中表現(xiàn)出極大潛力。

圖5 M2M增強了Motor@M2M@SAM在炎癥結(jié)腸中的滯留，并且H 22驅(qū)動的運動加深了腸道屏障的滲透

（5）Motor@M2M@SAM在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎中的治療效果顯著

研究人員在急性潰瘍性結(jié)腸炎（UC）模型中驗證了Motor@M2M@SAM的治療效果。與SAM、PLGA@M2M@SAM、Motor@SAM和MnO2@M2M@SAM組相比，Motor@M2M@SAM顯著降低了疾病活動指數(shù)（DAI）并抑制了UC小鼠的體重下降。治療結(jié)束時，Motor@M2M@SAM組的小鼠幾乎沒有出現(xiàn)明顯的便血現(xiàn)象。內(nèi)鏡圖像顯示，Model和SAM組的小鼠結(jié)腸內(nèi)有明顯出血和潰瘍，而Motor@M2M@SAM組的小鼠結(jié)腸內(nèi)潰瘍顯著減少，內(nèi)壁接近正常小鼠狀態(tài)。治療10天后，Motor@M2M@SAM組小鼠的結(jié)腸長度顯著長于其他組，表明其能夠抑制DSS引起的典型結(jié)腸縮短現(xiàn)象。組織學(xué)染色結(jié)果顯示，Motor@M2M@SAM治療有助于維持結(jié)腸上皮的完整性，減少炎癥細胞的浸潤，緩解結(jié)腸炎癥癥狀。進一步研究表明，Motor@M2M@SAM通過驅(qū)動巨噬細胞從M1型向M2型極化，重塑免疫穩(wěn)態(tài)并發(fā)揮抗炎效果。免疫熒光染色顯示，Motor@M2M@SAM治療組的CD86+ M1型巨噬細胞減少，CD206+ M2型巨噬細胞增加。流式細胞術(shù)結(jié)果也證實了這一點，Motor@M2M@SAM組的M2型巨噬細胞比例顯著增加，M1型巨噬細胞比例顯著減少。氧化應(yīng)激水平檢測顯示，Motor@M2M@SAM組小鼠結(jié)腸組織中的ROS水平顯著降低，表明其能夠有效減少炎癥部位的氧化應(yīng)激。TUNEL染色結(jié)果顯示，Motor@M2M@SAM治療顯著減少了結(jié)腸區(qū)域的細胞凋亡。此外，Motor@M2M@SAM顯著提高了結(jié)腸緊密連接蛋白ZO-1和occludin的表達水平，有助于恢復(fù)腸上皮屏障的完整性。最終，口服給藥后的體內(nèi)毒性評估顯示，各組小鼠的酶活性和主要器官組織學(xué)評估沒有顯著差異，表明Motor@M2M@SAM具有良好的安全性。這些結(jié)果表明，Motor@M2M@SAM在治療DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎中表現(xiàn)出顯著的治療效果和安全性，具有潛在的臨床應(yīng)用價值。

圖6 Motor@M2M@SAM 顯著減輕了DSS誘發(fā)的結(jié)腸炎炎癥癥狀

（6）Motor@M2M@SAM在調(diào)節(jié)DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠腸道微生物群方面表現(xiàn)出顯著效果

研究人員通過16S rRNA基因擴增子測序分析了Motor@M2M@SAM對腸道微生物群的調(diào)節(jié)作用。α多樣性分析顯示，與正常組和Motor@M2M@SAM組相比，DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠在物種多樣性和豐度方面存在顯著差異。線性判別分析（LDA）效應(yīng)大小分析表明，不同處理組之間的細菌群落組成存在明顯差異。實驗結(jié)果顯示，DSS處理組的微生物群落組成與正常組和Motor@M2M@SAM處理組顯著不同。非度量多維尺度（NMDS）圖進一步證實，DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠與健康小鼠在腸道微生物群方面明顯分離，而Motor@M2M@SAM處理組的腸道微生物群組成更接近正常小鼠。Venn圖展示了三組腸道菌群的共有和獨特物種。進一步分析顯示，在門和屬水平上，Normal組和Motor@M2M@SAM組的腸道菌群組成具有高度相似性。定量分析表明，Motor@M2M@SAM有效增加了擬桿菌門（Bacteroidota）的比例，對厚壁菌門（Firmicutes）無顯著影響。Motor@M2M@SAM還能有效抑制與IBD病程相關(guān)的變形菌門（Proteobacteria）的豐度。在屬水平上，Motor@M2M@SAM顯著提高了Muribaculaceae家族未命名屬、乳酸桿菌屬（Lactobacillus）和臭桿菌屬（Odoribacter）（有益細菌）的相對豐度，并顯著降低了促進IBD進展的致病菌志賀氏菌屬（Escherichia-Shigella）的相對豐度。這些變化表明，Motor@M2M@SAM具有良好的腸道微生物群調(diào)節(jié)能力，可以優(yōu)化UC小鼠的腸道微生物群組成。

圖7 Motor@M2M@SAM 恢復(fù) DSS 誘發(fā)的 IBD 小鼠的腸道菌群穩(wěn)態(tài)

【研究小結(jié)】

本研究介紹了一種無需分子藥物的創(chuàng)新治療潰瘍性結(jié)腸炎（UC）方法。該策略開發(fā)了一種Janus納米馬達系統(tǒng)——Motor@M2M，采用M2巨噬細胞膜（M2Ms）包被，并嵌入鈉藻酸鹽水凝膠微球（SAM）中，用于口服治療UC。這一創(chuàng)新系統(tǒng)在體內(nèi)和體外實驗中均顯示出良好的效果。在體外實驗中，M2Ms有效中和了炎癥因子，且隨著H₂O₂濃度的增加，Motor@M2M在黏液屏障中的擴散速度也隨之增加。此外，Motor@M2M通過分解H₂O₂生成氧氣泡，緩解缺氧，清除活性氧（ROS），從而促使巨噬細胞從M1型向M2型重新極化，并減少結(jié)腸上皮細胞的凋亡。M2Ms作為誘餌，通過其表面的特定蛋白質(zhì)中和炎癥細胞中的細胞因子。在體內(nèi)研究中，SAM系統(tǒng)在胃內(nèi)表現(xiàn)出良好的耐受性，在腸道釋放包裹的Motor@M2M。生物分布研究顯示，得益于M2M包被和Motor@M2M的自推進能力，該系統(tǒng)在炎癥部位的靶向性和黏液屏障的穿透能力顯著增強。Motor@M2M@SAM在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型中顯著緩解了UC癥狀，減少了腸道炎癥，重新極化巨噬細胞，清除ROS，恢復(fù)腸道屏障和菌群。然而，研究也指出了幾項局限性，包括MnO₂納米材料尚未獲得FDA批準、實驗僅對急性UC模型進行了短期評價，以及在GMP生產(chǎn)中膜包被質(zhì)量控制和定量分析的挑戰(zhàn)。盡管如此，本研究引入了一種針對UC的口服Motor@M2M@SAM制劑，不需要傳統(tǒng)的分子藥物治療，展示了其在臨床轉(zhuǎn)化中的巨大潛力，并為進一步研究提供了新的方向。

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado6798