在人体的肠道健康领域，溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis，UC）就像一个隐藏在肠道里的 “捣乱分子”，给人们带来不少麻烦。UC 是一种病因不明的慢性炎症性肠病，全球范围内，它的发病率和患病率都在不断攀升。得了 UC，患者常常会被腹痛、里急后重感以及 bloody diarrhea（血便）等症状折磨，而且病情还容易反复发作。更糟糕的是，与其他肠道炎症疾病相比，UC 患者患癌风险和死亡率更高，这无疑给全球的健康事业带来了沉重的负担。
目前，UC 的治疗手段虽然不少，但都存在各自的问题。常规的口服药物在胃肠道里会遇到各种 “阻碍”，比如强酸性的胃液、各种消化酶，还有数量和种类不断变化的细菌。这些因素会让药物的稳定性大打折扣，治疗效果也不尽如人意。因此，开发安全有效的 UC 治疗策略，成了医学研究领域亟待解决的重要问题。
随着研究的深入，人们发现活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）在 UC 的发展和恶化过程中扮演着 “帮凶” 的角色。在 UC 患者体内，肠道持续的炎症会导致 ROS 大量产生，这些过量的 ROS 就像一群 “小破坏分子”，会对肠道上皮细胞中的 DNA、蛋白质和脂质造成损伤。细胞受损后，可能会出现凋亡或坏死的情况，这进一步破坏了肠道黏膜屏障的完整性。不仅如此，过量的 ROS 还会刺激免疫细胞释放肿瘤坏死因子 -α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）等促炎细胞因子，让局部炎症变得更加严重，从而推动 UC 病情的发展。所以，控制氧化应激、减少 ROS 的产生，就成了缓解 UC 的重要治疗思路。
在这样的背景下，来自南京林业大学等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们致力于开发一种新型纳米平台，希望能为 UC 的治疗带来新的突破。研究人员将氧化铁纳米颗粒（Iron Oxide Nanoparticles，IONPs）整合到沸石咪唑酯骨架 - 8（Zeolitic Imidazolate Frameworks-8，ZIF-8）中，构建出了 ZIF-8@IONPs 纳米平台，之后又通过透明质酸（Hyaluronic Acid，HA）表面修饰，得到了 HA@ZIF-8@IONPs。最终，研究发现这种纳米平台在治疗 UC 方面展现出了巨大的潜力，相关研究成果发表在了《iScience》杂志上。
研究人员在开展研究时，用到了多种关键技术方法。在材料制备方面，通过化学共沉淀法合成了 PSC 包被的 IONPs，再用特定方法将 IONPs 整合到 ZIF-8 中形成 ZIF-8@IONPs，之后通过搅拌反应制备出 HA@ZIF-8@IONPs 。在表征分析上，运用透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）、X 射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和能量色散光谱（EDS）等技术对纳米材料的形貌、粒径、电位、晶体结构等进行分析 。在细胞和动物实验中，采用细胞计数试剂盒 - 8（CCK-8）法检测细胞毒性，酶联免疫吸附测定（ELISA）检测炎症指标，荧光成像评估 ROS 清除能力，蛋白质免疫印迹（Western Blot）分析蛋白表达水平，还建立了 DSS 诱导的小鼠 UC 模型进行体内研究。
合成及表征 ZIF-8@IONPs
研究人员采用一锅法合成了 ZIF-8@IONPs，成功将 IONPs 整合到 ZIF-8 框架内。通过 TEM 观察发现，ZIF-8 的粒径约为 100nm，而 ZIF-8@IONPs 的粒径在 150 - 200nm 之间，比 ZIF-8 稍大，但形态变化不大。EDS 元素映射证实了 IONPs 成功掺入，DLS 测量显示 ZIF-8@IONPs 的流体动力学直径略有增加，且 IONP 浓度对粒径影响较小。Zeta 电位分析表明，ZIF-8 带正电，结合 IONPs 后变为带负电，且 IONP 浓度越高，负电荷越强。FT-IR 光谱和 XRD 图谱显示，ZIF-8@IONPs 保留了 ZIF-8 的特征峰，说明 IONPs 的掺入未改变 ZIF-8 的化学结合和晶体结构。同时，ZIF-8 和 ZIF-8@IONPs 在不同时间点的流体动力学直径无明显变化，展现出良好的稳定性。
ZIF-8@IONPs 的体内外生物相容性、ROS 清除及抗炎活性
在体外实验中，CCK-8 实验表明 ZIF-8@IONPs 在 50μg/mL 浓度下对 RAW 264.7 细胞的细胞毒性可忽略不计。活 / 死染色和 F-actin/DAPI 染色显示，经 ZIF-8@IONPs 处理的细胞大多呈绿色荧光，细胞骨架和细胞核形态正常。ELISA 检测发现，ZIF-8@IONPs-1.0 组的 TNF-α 分泌水平最低，抗炎效果最佳。荧光成像实验表明，ZIF-8@IONPs-1.0 和 ZIF-8@IONPs-1.5 组的细胞内 ROS 水平明显低于其他组，具有较强的 ROS 清除能力。Western Blot 分析显示，ZIF-8@IONPs-1.0 能抑制 NF-κB 通路激活，增强 Nrf2 和 HO-1 等抗氧化蛋白的表达。在体内实验中，ZIF-8@IONPs 处理组小鼠的血清生化指标在正常范围内，H&E 染色的组织切片也未发现明显异常，证明其具有良好的体内生物相容性。
HA 修饰实现炎症靶向
为增强 ZIF-8@IONPs 对炎症微环境的靶向能力，研究人员对其进行了 HA 表面修饰。TEM 图像和水化粒径数据显示，HA 涂层使 ZIF-8@IONPs 纳米颗粒明显增大。Zeta 电位分析表明，HA@ZIF-8@IONPs 带负电，且其绝对电位低于 ZIF-8@IONPs。XRD 图谱显示，HA@ZIF-8@IONPs 仍保留 ZIF-8 的特征峰，但强度明显降低，这些结果都证实了 HA 成功包封在 ZIF-8@IONPs 表面。生物成像实验表明，与 ZIF-8@IONPs 相比，HA@ZIF-8@IONPs 在结肠炎症部位的荧光强度更高，且在炎症部位的保留时间更长，说明 HA 涂层增强了 ZIF-8@IONPs 对结肠炎症病变的靶向能力和滞留时间。
HA@ZIF-8@IONPs 缓解 DSS 诱导的 UC 小鼠模型的结肠炎并改善组织病理学症状
研究人员建立了 DSS 诱导的小鼠急性结肠炎模型，评估 IONPs、ZIF-8@IONPs 和 HA@ZIF-8@IONPs 的体内治疗效果。结果发现，经这三种物质处理后，DSS 诱导的结肠炎小鼠体重明显增加，结肠长度适度延长，疾病活动指数（DAI）评分显著降低，其中 HA@ZIF-8@IONPs 的效果最为显著。H&E 染色结果显示，UC 模型组小鼠结肠黏膜严重受损，而治疗组小鼠的隐窝结构保存较好，杯状细胞密度增加，组织学评分明显降低。同时，治疗组小鼠的肝肾功能血清生化标志物未出现异常，表明这些治疗方法具有良好的安全性。
HA@ZIF-8@IONPs 减轻炎症和氧化应激
研究人员进一步探究了 HA@ZIF-8@IONPs 治疗 UC 的潜在机制。Western Blot 分析和免疫荧光分析表明，DSS 诱导的小鼠体内 p-p65、p-IκBα 和 TNF-α 水平显著升高，Nrf2 和 HO-1 表达明显降低，而 IONPs、ZIF-8@IONPs 和 HA@ZIF-8@IONPs 处理后，能有效抑制 NF-κB 通路激活，显著恢复 Nrf2 和 HO-1 的表达。此外，氧化应激指标检测显示，DSS 处理使小鼠结肠组织中的 SOD 和 GSH-Px 活性降低，MDA 和 MPO 活性升高，而治疗组能有效逆转这些变化。这些结果表明，HA@ZIF-8@IONPs 通过激活 Nrf2 信号通路、抑制 NF-κB 信号通路，发挥抗氧化和抗炎作用，减轻了 UC 小鼠的炎症和氧化应激。
在这项研究中，研究人员构建了 ZIF-8@IONPs 纳米平台，并通过 HA 修饰增强其炎症靶向性。研究结果表明，HA@ZIF-8@IONPs 能有效减轻 UC 小鼠的肠道组织损伤，具有良好的生物相容性。其作用机制主要是通过消除内源性 ROS，激活 Nrf2 信号通路，抑制 NF-κB 信号通路，发挥抗氧化和抗炎活性。不过，该研究也存在一定的局限性，目前的研究是在雌性 C57BL/6 小鼠上进行的，UC 在不同动物模型以及临床患者中的表现可能存在差异，后续还需要进一步研究来确定该纳米平台在其他实验模型和人类 UC 患者中的适用性和有效性。尽管如此，这项研究依然为 UC 的治疗提供了新的思路和潜在的治疗方案，有望在未来为 UC 患者带来新的希望，推动 UC 治疗领域的发展。
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