目前，溃疡性结肠炎（UC）尚无根治方法，临床管理主要依赖抗炎药物和生物制剂来减轻炎症和缓解症状。然而，这些药物的药理活性有限且分布不均，难以有效控制肠道炎症，长期使用这些药物可能导致严重的副作用和细菌感染风险增加[1,2]。此外，传统的纳米药物方法或益生菌疗法也受到药理活性有限的限制，并且在适应复杂的消化道环境方面存在挑战，最终无法克服UC带来的瓶颈[3,4]。因此，迫切需要开发创新和通用的策略，以实现结肠靶向递送，并具备清除活性氧（ROS）、调节免疫微环境、恢复肠道屏障和重建微生物平衡的综合能力[5,6]。
与人工递送系统不同，细菌具有固有的运动能力，能够自主导航。这一独特特性加上其内在的治疗效果，使细菌成为靶向治疗的有希望的工具[[7], [8], [9]]。益生菌疗法有助于维持肠道微生物群平衡和调节免疫反应。通过涂层增强胃肠道（GI）耐受性和粘附性是口服益生菌研究的核心焦点[10,11]。然而，病理性的ROS会阻碍益生菌的存活和定植。令人鼓舞的是，最近的研究表明，添加了基于铁的催化剂的Bifidobacterium longum在炎症环境中表现出更强的ROS防护能力[6]。值得注意的是，Bacillus licheniformis（BL）作为一种临床益生菌，通过产生天然抗菌物质，具有改善肠道微生物平衡的能力。因此，我们推测经过工程改造的BL，如果具有pH响应性和ROS清除能力的粘附性单细胞层，可以作为靶向生物载体。这些载体能够在发炎的结肠内有效递送和保留先进的纳米治疗剂，从而持续发挥治疗效果[8,12]。
在新兴的纳米催化疗法领域，许多研究人员越来越关注探索纳米酶在治疗ROS相关疾病方面的潜力[[13], [14], [15]]。与天然酶相比，纳米酶具有更高的稳定性和更长的寿命。与无机纳米酶相比，复合纳米酶和载药纳米酶作为先进的纳米治疗剂具有更大的优势[15,16]。其中，纳米铈（nanoceria）在Ce4+和Ce3+离子之间具有可逆的氧化还原平衡，表现出类似过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的催化活性[[17], [18], [19]]。然而，纳米铈容易聚集，并且在修饰和载药方面面临挑战，这限制了其在靶向药物递送中的效果[19,20]。多巴胺（PDA）由于其可调的结构和多样的功能基团，是一种出色的载体。此外，其强大的金属离子螯合能力和SOD模拟活性扩展了其应用范围[21,22]。然而，它缺乏CAT模拟活性，限制了其作为抗氧化剂的效能[22]。因此，在介孔PDA表面原位合成单分散且高度均匀的超细CeO2纳米点（特别是≤5 nm）可以开发出一种多功能纳米酶，称为PCs[[23], [24], [25]]。与其他涉及铈和PDA的组合方法相比，这些PCs具有更多的活性位点，可以更有效地整合多种酶活性，同时保持其出色的载药能力[19,21]。
与传统的药物不同，许多天然化合物，特别是黄酮类化合物，具有多种药理活性[[26], [27], [28]]。尽管在黄酮类化合物的开发上投入了大量努力，但其有限的溶解性和吸收不足阻碍了其临床应用[29,30]。受到这些问题的启发，载有黄酮的混合纳米酶可以利用黄酮的治疗多样性和PCs的多种酶活性之间的协同效应。同时，由此产生的纳米结构可以促进黄酮的吸收[31,32]。尽管这些优势值得注意，但在炎症区域增强其靶向性和保留能力以减少剂量和给药频率仍面临关键挑战[33,34]。值得注意的是，PDA由于其 catechol基团，容易与各种底物（包括细菌和细胞）结合[10,35]。因此，我们假设载有黄酮的PCs可以“搭便车”在BL上，创建一个先进的多功能平台。在这个平台上，BL、PCs和黄酮相互作用，以破坏炎症反馈循环并重塑肠道的稳态微环境。据我们所知，关于设计由益生菌和黄酮共同驱动的混合纳米酶用于先进生物治疗的研究仍处于起步阶段。
在这里，我们开发了一种分层靶向和交互增强型生物活性微纳米机器人平台，称为BL@APPCs，旨在实现针对UC的精确和多方面的协同治疗。作为概念验证，选择了芹菜素（AP）作为模型化合物。通过优化合成条件，我们成功开发出了具有高密度活性位点的PCs，适用于多种酶催化，以及载有AP的PCs（APPCs）和BL@APPCs（图1A）。以往关于纳米酶武装益生菌的报告主要集中在利用纳米酶（不携带药物载荷）抵抗病理性的ROS，并探索同时靶向结肠的好处，从而利用它们的协同效应[6,[36], [37], [38]]。与这些二元复合材料不同，我们强调了BL@APPCs的分层靶向优势，可以将BL递送到炎症组织，并将APPCs送入目标细胞，以及其三种生物活性剂之间的交互特性（图1B）。此外，具有CAT活性的纳米酶可以将H2O2转化为O2，可能会促进发炎结肠中有氧病原体的增殖。与严格的厌氧益生菌（如Bifidobacterium longum和Akkermansia muciniphila）不同，选择BL的另一个原因是它的兼性厌氧性质[6,36]。BL利用有氧呼吸链的氧化磷酸化过程来高效合成能量。这一特性使BL能够竞争性地消耗O2，从而抑制有氧病原体的增殖。如图1B和C所示，具有pH敏感性和强粘附性的负电荷单细胞纳米涂层可以保护BL@APPCs免受胃肠道的恶劣条件影响，然后增强它们在带正电的炎症区域（I和II）的积累。这种控释方式减少了AP的过早释放，在受损的黏膜中建立了有益的物理屏障，防止病原菌的入侵（III）。BL进一步促进APPCs在治疗区域内的均匀分布，同时这些APPCs有效减少了细胞外和细胞内的ROS，提高了BL的活性，并促进了AP被炎症巨噬细胞和肠道上皮细胞的靶向吸收（IV），从而确保了局部治疗并减少了副作用（V至VIII）。这些工程化的BL@APPCs克服了当前UC疗法的局限性，作为一种先进的生物活性微纳米平台，具有巨大的应用前景。
