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我院周民课题组在《Adv. Mater.》发表微藻复合凝胶用于治疗炎症性肠病及其相关焦虑和抑郁症状

时间:2024-03-05 阅读量:18 发布者: 来源:浙江大学爱丁堡大学联合学院

炎症性肠病(IBD)是一组病因不明的肠道慢性、复发性炎症性疾病。患者通常在成年早期被诊断出来,并因慢性炎症而出现终生症状,其严重程度和治疗反应各不相同。与普通人群相比,IBD患者患抑郁症和焦虑症的风险可能更高。该患者群体出现抑郁或焦虑会导致生活质量下降,使 IBD 的临床管理复杂化,甚至增加活动性疾病的发生频率。尽管研究表明许多慢性疾病由于病程漫长而导致抑郁和焦虑的风险增加,但肠道和大脑之间复杂的沟通,称为“肠-脑轴”或“微生物群--脑轴”,可能会使IBD患者特别容易患上精神疾病。虽然这种关联的方向以及这种关联背后的因果机制仍然不确定,但是大量证据表明IBD与抑郁或焦虑之间的联系可能是双向的。因此,研究IBD和精神合并症的病因并开发新的治疗干预途径是必要的。


为此,浙江大学爱丁堡大学联合学院/浙江大学医学院附属第二医院/浙江大学鄂尔多斯鄂托克生物医药联合研究中心周民教授,浙江大学医学院附属第一医院路静研究员,新加坡国立大学陈小元教授团队合作在国际学术期刊《Advanced Materials》在线发表题为“Microalgae-Based Hydrogel for Inflammatory Bowel Disease and Its Associated Anxiety and Depression”的研究论文。该研究提出了一种口服水凝胶策略(SP@Rh-gel),用于共递送螺旋藻(Spirulina platensis)和大黄酸(rhein),通过调节微生物--脑轴来治疗IBD及其相关的焦虑和抑郁。SP@Rh-gel在药物溶解度、释放特性和肠道滞留方面表现出显著的增强,从而有效提高口服药物生物利用度。口服SP@Rh-gel能够抑制NF-κB-Caspase-1信号通路,减少肠道炎症,并重新平衡被破坏的肠道微生物群落,以维持肠道稳态。此外,SP@Rh-gel维持肠道屏障完整性,减少促炎细胞因子和脂多糖的释放,以及阻止它们通过血脑屏障进入海马,从而抑制神经炎症并维持神经可塑性。在慢性结肠炎小鼠模型中,SP@Rh-gel显著缓解了结肠炎症状以及焦虑和抑郁样行为。本研究展示了微生物--脑轴在IBD伴发精神障碍发展中的重要作用,并提出了一种安全、简单且高效的治疗策略,用于管理IBD及其伴发的精神障碍。




自组装方法合成了大黄酸水凝胶(Rh-gel),通过添加螺旋藻(SP)制备了负载SP的大黄酸水凝胶(SP@Rh-gel)。SP@Rh-gelUV-Vis光谱显示了SPRh-gel的特征吸收峰,表明SP在水凝胶中保持了其结构完整性。药物释放研究显示,SP@Rh-gel在模拟肠道环境中实现了持续的大黄酸释放,而在模拟胃环境中释放较少,表明了其在肠道中的靶向释放潜力。结果表明,SP@Rh-gel作为一种新型口服治疗策略,能够有效改善大黄酸的溶解性、释放特性和肠道滞留,为治疗IBD及其相关精神障碍提供了一种有前景的方法。

研究者建立了一个慢性结肠炎模型,并在治疗期间对小鼠进行了行为学测试。结果显示,与DSS组相比,SP@Rh-gel治疗组的小鼠在旷场测试(OFT)中表现出更多的中央区域停留时间,在高架十字迷宫(EPM)测试中在开放臂的停留时间和穿越频率显著增加,这反映了焦虑行为的减轻。在强迫游泳测试(FST)和尾部悬挂测试(TST)中,SP@Rh-gel组的小鼠的不动时间显著减少,这表明抑郁行为得到了缓解。这些结果表明,SP@Rh-gel能够有效地减轻由DSS诱导的慢性结肠炎小鼠的焦虑和抑郁样行为。

浙江大学博士后钟丹妮和浙江大学博士生金康裕、王若溪为本文的第一作者与共同第一作者。浙江大学爱丁堡大学联合学院周民教授、路静研究员和新加坡国立大学陈小元教授为该文章的通讯作者。上述研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、创新研究院医药转化项、博士后面上项目等基金项目的大力支持。


论文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202312275