炎症性肠病(IBD)常并发抑郁与焦虑共病,形成治疗恶性循环,而当前临床多采用碎片化、非整合性方案进行干预。
2026年4月14日,浙江大学周敏、Zhong Danni共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为A Synergistic Hydrogel-Microalgae Platform for Dual-Targeting of Intestinal and Neuroimmune Dysfunction in Inflammatory Bowel Disease的研究论文。
本研究构建了一种结肠靶向、pH 响应型水凝胶微藻递药系统(CV@PA-gel),用于炎症性肠病及其精神共病的协同治疗。该工程化平台以京尼平交联羧甲基壳聚糖/海藻酸钠为基质,共包载天然神经保护药芍药苷(PA)与肠道菌群调节剂普通小球藻(CV)。CV@PA-gel 在胃部几乎不释放药物,而在结肠内实现持续、靶向释药,显著提高了所载药物的口服生物利用度与肠道滞留时间。
在慢性结肠炎小鼠模型中,CV@PA-gel 疗效显著优于游离芍药苷,可更有效地修复肠道屏障完整性,改善全身及海马区炎症,并逆转焦虑样、抑郁样行为与认知功能损伤。
机制研究表明,肠道来源的全身炎症与补体 C3 激活相关,进而诱导小胶质细胞介导海马区神经毒性 A1 型星形胶质细胞极化,最终导致突触丢失。经水凝胶精准递送的芍药苷,可通过抑制小胶质细胞释放关键 A1 型诱导因子,直接阻断上述级联反应。
本研究建立了一种通用型生物材料策略,用于打断肠 - 脑轴病理环路,为肠道疾病与神经精神疾病的同步治疗提供了高效平台。
炎症性肠病(IBD)是一组慢性肠道炎症性疾病。目前临床治疗方案仍较为碎片化:仅有2%的成年IBD 患者获得充分的心理支持,且多数抗抑郁治疗的疗程未达到指南推荐时长。这表明当前亟需一种一体化治疗策略,能够同时干预肠道炎症及其相关神经精神症状。
微生物群-肠道-大脑轴为理解肠道炎症如何与大脑沟通以影响行为和认知提供了概念框架。这种沟通的关键介质包括肠道屏障,允许脂多糖(LPS)等细菌内毒素转移到全身循环,引发广泛炎症。尽管这些通路日益被认识,但将周围免疫激活与炎症性肠病特定神经病理联系起来的具体分子机制仍然难以捉摸。
新兴证据将补体系统——一种古老的先天免疫臂——定位为潜在的关键。补体成分C3尤其已知是抑郁症病理性突触修剪的介质,据报道IBD患者中其升高。因此,研究假设肠道炎症驱动的系统性内毒素血症可能激活海马补体C3信号传导,可能驱动神经毒性A1星形胶质细胞的微胶质细胞依赖性极化,从而为共病认知情感障碍提供机制基础。
解决这一复杂的病理生理需要一种具有抗炎和神经保护双重特性的药物。芍药苷(PA)作为一种单萜苷类活性成分,是极具潜力的候选分子。研究表明,PA可抑制巨噬细胞释放补体C1q、改善肠道炎症,并在抑郁症模型中展现出良好疗效。然而,其临床转化受到严重的药代动力学问题制约。
这一递送瓶颈亟需创新制剂策略以充分发挥其治疗潜力。为突破上述局限,本研究构建了一种基于生物材料的结肠靶向协同递药系统。研究设计了一种pH响应型水凝胶CV@PA-gel,用于共递送芍药苷(PA)与具有肠道屏障保护和菌群调节功能的益生菌微藻-普通小球藻(CV)。
该系统以京尼平交联的羧甲基壳聚糖/海藻酸钠(CMCS/SA)为基质,包载PA与CV。水凝胶在胃部强酸性环境中保持结构完整,最大程度减少药物提前释放;而在结肠中性环境下发生溶胀与降解,实现药物靶向递送并提高局部滞留时间。
载微藻与中药活性成分的生物活性水凝胶调控炎症性肠病肠-脑轴(摘自Advanced Science)
本文介绍该工程化CV@PA凝胶系统作为治疗IBD及其精神科共病的多功能平台。研究首先验证了科学假设,证明慢性结肠炎确实会在海马体中触发由C3驱动的A1星形胶质细胞反应,同时伴随突触和行为缺陷。随后研究阐明了PA的直接细胞靶点,表明它能消除A1星形胶质细胞的微胶质细胞诱导。
基于这一机制基础,研究全面表征生物材料,确认其pH响应性药物释放谱及增强的胃肠道潴留能力。最后,研究展示了CV@PA凝胶在慢性结肠炎模型中优于游离PA的优越治疗效果,展示了其独特能力,能够同时改善肠道病理,正常化全身性和神经炎症,并强有力地挽救相关的焦虑、抑郁样和认知行为。
与现有的PA递送系统或益生菌配方不同,CV@PA凝胶结合了pH响应的水凝胶基质与活微藻成分,实现结肠靶向递送、改善药物保留和微生物群调节,从而实现一体化生物材料策略介入肠脑轴病理。研究工作超越了传统单一疗法,提供了一个协同作用、以生物材料为驱动的平台,有效打破肠脑炎症的恶性循环,提供了一种新颖且整合的治疗范式。
原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202523551