普鲁士蓝纳米酶亚细胞分布调控多酶活性与巨噬细胞极化机制及其结肠炎治疗应用

本研究创新性揭示普鲁士蓝纳米酶(PBNZs)的尺寸依赖性亚细胞分布规律：3 nm级微粒通过逃逸溶酶体进入中性胞质，增强SOD/CAT样活性并抑制POD活性，显著降低ROS(•O2?/H2O2)水平；而60/170 nm颗粒滞留酸性溶酶体后主要表现POD样活性。通过HIF-1α介导的氧感知通路调控巨噬细胞M1/M2极化，口服3 nm PBNZs@pvp可有效缓解DSS诱导的小鼠结肠炎，为设计靶向免疫调控纳米酶提供新范式。

　　

亮点

• 首次阐明PBNZs尺寸依赖的亚细胞分布与pH响应性多酶活性切换机制

• 3 nm PBNZs通过胞质定位增强CAT/SOD样活性，显著提升O₂生成并抑制^•O₂^?

• 大尺寸PBNZs因溶酶体滞留表现强POD样活性但CAT功能缺失

• HIF-1α被鉴定为感知纳米酶介导氧变化的关键转录调控因子

• 口服3 nm PBNZs@pvp通过重编程巨噬细胞极化有效治疗结肠炎

PBNZs@pvp多酶活性的尺寸依赖性细胞内分布

采用本课题组成熟方法制备3/60/170 nm三种PBNZs@pvp（图1A），其水分散性（图1B）和zeta电位（图1C）相似。激光共聚焦显示3 nm颗粒在4小时内快速逃离溶酶体（LysoTracker标记）进入胞质，而大尺寸颗粒持续滞留溶酶体（图1D）。这种差异分布导致：在溶酶体酸性环境(pH 4.6)中，60/170 nm颗粒展现强POD样活性（TMB氧化率提升3.2倍），但CAT样活性几乎消失；而胞质中性环境(pH 7.4)使3 nm颗粒CAT活性提升5倍，同时POD活性降低67%（图1E）。

结论

本研究揭示PBNZs亚细胞定位是其pH响应性多酶活性和尺寸依赖性M1抑制效应的关键机制（示意图1）。超小尺寸PBNZs@pvp通过胞质分布增强CAT样活性并限制POD功能，配合持续SOD样活性，展现出卓越的ROS清除和O₂生成能力。由此触发的HIF-1α不稳定化有效下调M1巨噬细胞表型，为炎症性疾病治疗提供新型纳米酶设计策略。