基础医学院团队开发药源碳点纳米酶,为溃疡性结肠炎治疗提供新策略
2026/01/25
2026年1月,西安交通大学基础医学院团队在溃疡性结肠炎(UC)治疗领域取得重要突破。团队以临床一线药物5-氨基水杨酸(5-ASA)为功能前体,通过席夫碱反应常温合成碳点纳米酶(5-ASA-CDs),实现了抗氧化与抗炎功能的协同整合,相关研究成果以5-Aminosalicylic Acid-Derived Carbon Dots Nanozyme for Ulcerative Colitis Treatment via Inhibiting NF-κB/AGE-RAGE Pathway and Modulating Arachidonic Acid Metabolism为题,发表于国际权威期刊Advanced Functional Materials。
UC作为一种慢性免疫介导的炎症性肠病,其核心致病机制涉及“氧化-炎症”恶性循环。目前临床一线药物5-ASA存在抗氧化活性不足、肠道靶向性差、易引发全身性不良反应等局限性。为突破这一临床困境,研究团队基于5-ASA与乙二胺,通过席夫碱反应在常温条件下合成了碳点纳米酶。该策略不仅保留了5-ASA的抗炎药效团,更借助表面丰富的羟基、氨基等官能团,赋予该纳米酶类超氧化物歧化酶(SOD)活性,从而实现了抗氧化与抗炎功能的协同增强。
实验结果表明,5-ASA-CDs为粒径均一(2.62±0.47 nm)的准球形纳米颗粒。其表面的酚羟基是发挥抗氧化作用的关键位点,能够高效清除超氧阴离子、羟基自由基等多种活性氧/氮物种,清除能力显著优于传统纳米酶(如CeO₂、MnO₂)。该纳米酶展现出良好的生物相容性,在细胞层面可有效抑制脂多糖诱导的炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)的表达。此外,其可部分定位于线粒体,精准清除炎症状态下过量产生的活性氧,实现针对性的抗氧化干预。
在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型中,5-ASA-CDs展现出优异的炎症组织靶向性,其肠道半衰期延长至16.9小时,显著高于健康状态下的6.6小时。体内疗效评估表明,相较于同等剂量的5-ASA,5-ASA-CDs能更有效地修复结肠黏膜屏障,显著降低氧化应激标志物(MDA、MPO)水平,减少炎症细胞浸润,并使结肠长度恢复至接近正常状态。机制研究进一步证实,该纳米酶通过同时调控NF-κB/AGE-RAGE信号通路与花生四烯酸代谢途径,有效阻断“氧化-炎症”恶性循环,从而实现对溃疡性结肠炎的高效治疗。
图1. 5-ASA-CDs的合成机制与治疗作用示意图。A. 合成机制。5-ASA-CDs 在室温下通过5-ASA与乙二胺之间的希夫碱反应合成;B. 治疗作用。5-ASA-CDs 通过调控NF-κB/AGE-RAGE信号通路和花生四烯酸代谢实现肠炎的治疗。
本研究由基础医学院硕士生王文龙和博士生贾真真共同担任第一作者,基础医学院张玉洁副教授、张明真教授及第一附属医院梁挺副主任为共同通讯作者。基础医学院本科生董宫铭、焦联营教授也参与了相关工作。研究工作获得了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、浙江省自然科学基金华东医药联合基金等项目的支持。相关技术已获发明专利授权,不仅为UC的靶向治疗提供了新的研究范式,也为药源纳米酶的开发带来了全新的思路。
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