新型双靶向虾青素纳米颗粒：溃疡性结肠炎治疗的新希望

研究人员制备巨噬细胞和线粒体双靶向虾青素（AXT）纳米颗粒（AXT@TPP-WPI-Man），有效缓解溃疡性结肠炎，提升 AXT 生物利用度。

　　《新型双靶向虾青素纳米颗粒：溃疡性结肠炎治疗的新希望》

在我们的身体里，肠道就像一个繁忙的 “加工厂”，每天都在有条不紊地进行着食物消化和营养吸收的工作。然而，有一种名为溃疡性结肠炎（Ulcerative colitis）的疾病，却像一个捣乱的 “小怪兽”，时常破坏肠道的正常秩序。这是一种特发性慢性炎症性疾病，在全球范围内的发病率呈快速上升趋势。

目前，针对溃疡性结肠炎的治疗手段主要依赖抗炎或免疫抑制药物以及生物治疗剂。但这些治疗方法存在着诸多问题，比如长期疗效不佳，还可能带来严重的副作用。就像给肠道吃了 “苦药”，不仅疗效有限，还可能引发其他健康隐患。虾青素（Astaxanthin，AXT）作为一种主要存在于三文鱼、磷虾和藻类等海洋生物中的类胡萝卜素，因其具有出色的抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗肿瘤和免疫调节等功能，受到了广泛关注。然而，虾青素的水溶性差、化学稳定性低以及生物利用度低等问题，严重限制了它在食品工业中的应用，也阻碍了其在体内器官中的有效递送和吸收。

为了解决这些难题，大连工业大学的研究人员开展了一项重要研究。他们致力于开发能够有效递送虾青素的双靶向纳米载体，以此来缓解溃疡性结肠炎的炎症损伤。研究成果发表在《Marine Life Science 》杂志上。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过 Maillard 反应制备了乳清蛋白分离物（WPI）- 甘露糖（Man）结合物，并对其进行三苯基溴化鏻（TPP）修饰，合成了双靶向纳米颗粒。其次，利用扫描电子显微镜、核磁共振光谱、红外光谱等多种手段对纳米颗粒的结构和性质进行了全面表征。此外，通过细胞实验和动物实验，评估了纳米颗粒的生物相容性、抗氧化活性以及对溃疡性结肠炎的治疗效果。

下面我们来详细看看研究结果：

1. 纳米颗粒的制备与表征：研究人员成功制备了 AXT@TPP-WPI-Man 纳米颗粒，该颗粒呈球形，平均粒径约为 206.1±39.2nm，具有良好的生物相容性、稳定性和靶向能力。通过对 Maillard 反应过程的监测，发现反应时间影响着结合物的褐变指数、糖基化程度等指标。48 小时反应的 WPI-Man 结合物被用于后续实验，以确保蛋白质结构完整性。多种光谱分析证实了 TPP 成功修饰到 WPI-Man 结合物上，且 AXT 成功嵌入纳米颗粒中1。
2. 靶向性和细胞内作用分析：利用疏水性尼罗红替代虾青素制备纳米颗粒，通过细胞实验表明，AXT@TPP-WPI-Man 纳米颗粒能够通过甘露糖受体选择性地靶向巨噬细胞，并且在与巨噬细胞共孵育后，红色荧光强度明显增强。同时，该纳米颗粒还具有良好的线粒体靶向能力，与线粒体的共定位能力较强，随着孵育时间延长，橙色荧光强度增加，Pearson’s 相关系数显示其在线粒体中的荧光共定位效果更好23。
3. 体外生物相容性和抗氧化活性：MTT 实验表明，AXT@TPP-WPI-Man 纳米颗粒具有良好的生物相容性，且细胞活力随剂量浓度增加而增加，TPP 修饰促进了细胞内化和线粒体定位，提高了虾青素的生物利用度。在氧化应激实验中，该纳米颗粒能够有效降低由 H?O?诱导产生的活性氧（ROS）水平，并且相比于 AXT@WPI-Man 纳米颗粒，对维持细胞线粒体膜电位的效果更显著，还能改善线粒体有氧呼吸，提高 ATP 产量，减轻 H?O?对线粒体功能的抑制作用456。
4. 体内治疗效果评估：在溃疡性结肠炎小鼠模型实验中，AXT@TPP-WPI-Man 纳米颗粒表现出了优异的治疗效果。与 DSS 模型组相比，给予该纳米颗粒的小鼠体重下降明显减轻，疾病活动指数评分降低，脾脏重量减轻，结肠长度明显增加，缓解了结肠缩短的症状。组织学分析显示，纳米颗粒治疗后，结肠组织的炎症程度显著降低，隐窝结构损伤减轻，炎症细胞浸润减少，几乎恢复到正常组织的微观结构。同时，纳米颗粒还能有效抑制促炎细胞因子（如肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 - 1β（IL-1β）、白细胞介素 - 6（IL-6））的分泌，增加抗炎细胞因子白细胞介素 - 10（IL-10）的表达，降低结肠组织中髓过氧化物酶（MPO）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的活性，减少丙二醛（MDA）的含量，增加谷胱甘肽（GSH）的水平，减轻氧化应激损伤789。
5. 巨噬细胞极化的影响：研究发现，AXT@TPP-WPI-Man 纳米颗粒能够调节巨噬细胞的极化。在 DSS 诱导的小鼠结肠炎模型中，该纳米颗粒降低了结肠组织中 M1 型巨噬细胞标志物 CD86 的表达，同时增加了 M2 型巨噬细胞标志物 CD163 的表达，通过减少 M1 极化和促进 M2 极化，有效缓解了结肠炎症10。

综合上述研究，研究人员成功制备并表征了具有巨噬细胞和线粒体靶向功能的虾青素纳米颗粒 AXT@TPP-WPI-Man。该纳米颗粒不仅具备良好的物理化学性质，还能有效促进虾青素在线粒体中的靶向富集，增强其抗氧化活性。在 DSS 诱导的结肠炎小鼠模型中，AXT@TPP-WPI-Man 纳米颗粒通过调节巨噬细胞极化，显著减轻了炎症损伤。这一研究成果为疏水性生物活性化合物在溃疡性结肠炎靶向治疗中的应用提供了新的思路和方法，有望成为一种极具潜力的递送系统，为溃疡性结肠炎患者带来新的希望。