导读：
近期，江苏省农业科学院农产品加工研究所李莹、冯进、黄午阳等人通过将负载姜黄素（Cur）的透明质酸（HA）修饰纳米脂质载体（HA-NLC）包埋于果胶钙基质中，成功构建了具有序列靶向能力的分层微球（HA-NLC@MPs）。该递送系统借助果胶基质保护载体在上消化道的完整性，并通过结肠微生物的特异性降解实现靶向释放；释放出的HA-NLC则凭借其表面的HA靶向结合炎症结肠过度表达的CD44受体，从而协同促进姜黄素在病灶部位的积累与吸收，显著增强了其对结肠炎的改善效果。相关研究以“Advanced targeted curcumin delivery using biodegradable hierarchical microspheres with calcium pectinate matrix and hyaluronic acid moieties for enhancing colitis amelioration”为题目，发表在期刊《Carbohydrate Polymers》上。
本文要点：
1、本研究构建了一种具有序列靶向能力的分层结构姜黄素载体（HA-NLC@MPs），用于增强结肠炎治疗效果。
2、首先，以卵清蛋白-透明质酸偶联物为乳化剂，制备了载姜黄素的透明质酸修饰纳米结构脂质载体（HA-NLC）。随后，通过电喷雾将HA-NLC固定在果胶钙基质中，形成约140μm的超分子微球（HA-NLC@MPs）。
3、研究表明，果胶基质能保护载体完整性，防止姜黄素在上消化道泄漏，并在结肠细菌作用下选择性降解。释放的HA-NLC上暴露的透明质酸可通过分化簇44受体介导的内吞作用，促进姜黄素被发炎的结肠上皮细胞跨细胞吸收。
4、体外和体内研究显示，以HA-NLC@MPs为载体时，姜黄素在结肠炎小鼠的结直肠组织中大量积累，通过调节巨噬细胞极化、TLR4/MyD88/NF-κB信号级联以及肠道菌群稳态，其缓解结肠炎的效果显著优于纳米载体。
在本研究中，电喷雾技术调控HA-NLC@MPs微球特性（尺寸、结构及稳定性等）的具体原理如下：
1、参数协同调控尺寸均一性：通过控制电喷雾的流速（15mL/h）、电压（11kV）和接收距离（3.0cm），使HA-NLC与果胶混合液在电场力作用下形成均匀液滴。流速决定单位时间喷出的液体量，电压影响液滴分裂程度，接收距离则关联液滴飞行过程中的固化速率，三者协同作用使微球体积平均直径（D4,3）稳定在约145.30±13.58μm，确保尺寸均一性。
2、材料交联构建稳定结构：电喷雾过程中，含HA-NLC的果胶溶液被喷入0.3% CaCl2接收液，果胶分子的羧基与Ca2+发生交联，形成具有“蛋盒”结构的凝胶网络，将HA-NLC包裹其中。这种结构使微球能抵抗胃和小肠的消化环境，同时为后续在结肠的靶向降解奠定基础。
3、保留载体功能性：电喷雾全程室温操作，且未使用有机溶剂，避免了高温导致的Cur降解或脂质氧化，同时保障了HA的生物活性，确保微球在结肠降解后，释放的HA-NLC能通过CD44受体介导的内吞作用被发炎的结肠上皮细胞吸收，提高姜黄素的靶向递送效率。
图 1. 三种姜黄素递送系统的微观结构。(A) 透射电镜图像。(B) NLC 和 HA-NLC 的流体力学直径（DZ）、(C) 多分散指数（PDI）及 (D) ζ 电位。(E) HA-NLC@MPs 的体积平均直径（D4,3）及 (F) ζ 电位。* 和 ** 分别表示 p<0.05 和 p<0.01。
图 2. NLC、HA-NLC 和 HA-NLC@MPs 的体外消化行为。(A) 透射电镜观察 NLC 和 HA-NLC 在胃和小肠阶段的微观结构演变。(B) 激光共聚焦显微镜观察 HA-NLC@MPs 在胃、小肠和结肠阶段的微观结构演变。(C) 载体在小肠阶段的游离脂肪酸（FFAs）释放曲线。(D) 姜黄素在胃、小肠和结肠阶段的累积释放曲线。A 图比例尺：200 nm。B 图比例尺：100 μm。
图 3. 姜黄素载体在发炎的 Caco-2/HT29-MTX（E12）单层细胞中的跨细胞转运效率。(A) 姜黄素渗透实验的示意图。(B) 不同形式姜黄素的细胞毒性。(C) 正常和发炎单层细胞中 CD44 的表达及 (D) 跨上皮电阻（TEER）值。(E) 单层细胞渗透实验过程中的 TEER 值变化。(F) 表观渗透系数（Papp，A→B）、(G) 表观渗透系数（Papp，B→A）及 (H) 不同姜黄素制剂在透明质酸（HA）或维拉帕米（Ver）存在下的外排率。*、**、**和***分别表示 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001。ns：无显著性差异。C 图比例尺：100 μm。
图 4. 体外抗炎效果分析。(A) 双室细胞模型用于抗炎测试的示意图。(B) 上皮紧密连接蛋白的免疫荧光图像。(C) 闭合蛋白（occludin）和 (D) Claudin-1 的荧光密度。(E) TEER 值。(F) 经 CellROX™ Deep Red 处理的巨噬细胞的荧光图像及 (G) 荧光密度。(H) 肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）和 (I) 白细胞介素 - 6（IL-6）的促炎细胞因子水平。*、**、**和***分别表示与对照组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001；#、##、### 和 #### 分别表示与脂多糖（LPS）组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001。B 图和 F 图比例尺：100 μm。
图 5. IR780 探针在不同载体中的体内生物分布。(A) 对照组和葡聚糖硫酸钠（DSS）组结肠组织中抗 CD44 抗体的免疫荧光染色。(B) 溃疡性结肠炎（UC）小鼠在口服不同制剂后 3、12 和 24 小时的荧光图像，以及 (D) 相应的半定量分析结果。(C) 口服后 24 小时胃肠道（GIT）的荧光图像，以及 (E) 相应的半定量分析结果。D 中不同小写字母表示同一载体在不同时间点存在显著差异（p<0.05）；不同大写字母表示同一时间点不同载体间存在显著差异（p<0.05）。E 中不同小写字母表示存在显著差异（p<0.05）。A 图比例尺：200 μm。
图 6. 姜黄素载体对 DSS 诱导的结肠炎的治疗效果。(A) 不同姜黄素制剂对 DSS 诱导的小鼠溃疡性结肠炎进行体内营养干预的示意图。(B) 体重、(C) 平均体重变化、(D) 结肠的光学照片、(E) 结肠长度、(F) 疾病活动指数（DAI）、(G) 粪便的光学照片及 (H) 结肠切片的苏木精 - 伊红（H&E）染色。(I) 结肠组织中紧密连接蛋白的代表性免疫荧光染色，以及 (J) 闭合蛋白和 (K) Claudin-1 通过 Image-J 软件得到的相对积分密度。H 图比例尺：500 μm（上图）、100 μm（下图）。I 图比例尺：100 μm。
图 7. 口服姜黄素载体对 DSS 诱导的结肠炎小鼠氧化应激和炎症细胞因子水平的影响。(A) 丙二醛（MDA）水平、(B) 总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性、(C) 过氧化氢酶（CAT）活性、(D) 髓过氧化物酶（MPO）活性、(E) 一氧化氮（NO）水平，血清中 (F) TNF-α、(G) IL-6、(H) 白细胞介素 - 1β（IL-1β）等促炎细胞因子水平及 (I) 白细胞介素 - 10（IL-10）等抗炎细胞因子水平。*、**、**和***分别表示与对照组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001；#、##、### 和 #### 分别表示与 DSS 组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001。
图 8. 不同姜黄素制剂对巨噬细胞极化及 TLR4/MyD88/NF-κB 信号通路的调节作用。(A) CD86 和 (C) CD206 的免疫荧光染色及 (B、D) 不同组中相应的半定量分析结果。(E) TLR4/MyD88/NF-κB 信号级联的蛋白质印迹分析及 (F-I) 蛋白质表达水平的定量分析。(J) 姜黄素通过该通路干预炎症细胞因子产生的潜在机制示意图。*、**、**和***分别表示与对照组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001；#、##、### 和 #### 分别表示与 DSS 组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001。A 图和 C 图比例尺：100 μm。
图 9. (A) 肠道菌群 Chao1 指数和 (B) 操作分类单元（OTU）水平分析的 Shannon 指数。(C) OTU 水平上共有和特有细菌的维恩图。(D) 门水平的肠道菌群组成及 (E) 厚壁菌门与拟杆菌门的比值。
图 10. (A) 主成分分析（PCA）、(B) 主坐标分析（PCoA）及 (C) 非度量多维尺度分析（NMDS）的肠道菌群结果。(D) 对照组、DSS 组和 HA-NLC@MPs 组门水平核心菌群组成的三元分析。
图 11. HA-NLC@MPs 中的姜黄素对盲肠中短链脂肪酸（SCFAs）的富集作用。(A) 总短链脂肪酸、(B) 乙酸、(C) 丙酸、(D) 正丁酸、(E) 异丁酸及 (F) 正戊酸水平。*、**、**和***分别表示与对照组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001；#、##、### 和 #### 分别表示与 DSS 组相比 p<0.05、p<0.01、p<0.001 和 p<0.0001。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.123273
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