【Science Advances】倪大龙/王正廷:口服钼基纳米点治疗肠炎

炎症性肠病（IBD）每年影响数百万人。活性氧（ROS）的过度表达在IBD的进展中起着关键作用，并有望成为潜在的治疗靶点。近期，上海交通大学倪大龙教授、王正廷副主任医师、胡伟国主任医师和叶幼琼研究员等人合成了一种口服零价钼纳米点（ZVMNs），可用于清除活性氧以治疗IBD。研究显示，这些超小型ZVMN能够成功通过胃酸，然后被肠道吸收。在小鼠IBD模型中，ZVMNs可以下调ROS，减少结肠炎，且无明显副作用。此外，RNA测序揭示了ZVMN是通过抑制核因子κB信号通路和减少过度促炎因子的产生，来保护结肠组织免受氧化应激伤害。总之，ZVMN将为IBD患者提供一种极具前景的替代治疗方案。相关工作以“Oral zero-valent-molybdenum nanodots for inflammatory bowel disease therapy”为题发表在Science Advances。

【文章要点】

一、ZVMNs的设计合成

作者以钼粉和异丙醇的混合物为原料，通过机械剥离法合成了ZVMN。透射电子显微镜图像显示，制备的ZVMN的尺寸约为3 nm（图1）。XRD表征显示经过机械剥离后，ZVMN中没有明显的峰，这表明ZVMN具有超小粒径，有利于促进反应速度。与作为模型ROS的过氧化氢反应后，ZVMN从蓝色变为无色。XRD和XPS表征显示，产物中钼的价态升高，因此研究称这些产物为六价钼纳米颗粒（HVMN）。除了过氧化氢以外，ZVMN也能够与超氧阴离子和羟基自由基等反应，进一步证明了其ROS清除能力。

图1 ZVMNs的表征

二、治疗IBD

研究还显示ZVMN在酸性环境中具有很高的稳定性，因此可以口服并在肠道中积累。由于零价钼原子的强还原作用，ZVMN可以有效清除活性氧，并重塑IBD小鼠模型中的炎症微环境。体外和体内实验均表明，ZVMN对IBD具有良好的治疗作用。RNA序列研究显示，ZVMN可以通过减少ROS水平来抑制NF-κB信号通路和减少过度促炎因子的产生来保护结肠组织免受氧化应激（图2）。此外，作者还评估了ZVMN的制造成本。在实验室条件下，一台超声波破碎机每天可以产生大约300毫克的ZVMNs（或300毫升的1000百万分之一（ppm）的ZVMN溶液）。考虑到回收的原材料（钼粉和异丙醇）、能源费用和超声波变幅器的磨损，以及ZVMN的成本（约为5美元/克），作者认为ZVMN极具工业生产潜力。

图2 ZVMNs治疗IBD

文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp9882

来源：高分子科学前沿