Bioactive Materials
基于单一手性中心差向异构的多组分无载体口服水凝胶用于重塑炎症微环境

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本文系统研究了单一手性中心差向异构对天然小分子药物共组装行为的影响，首次揭示了α-GA与β-GA在共组装过程中的显著差异，为口服药物递送系统提供了新的思路。

 

文献概述
本文《Single chiral center epimerization-modulated multi-carrier-free oral hydrogel for remolding inflammatory microenvironment via PI3K/Akt/NF-κB and MAPK signaling pathways》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了单一手性中心差向异构调控多组分无载体口服水凝胶的形成机制及其在重塑炎症微环境中的应用。研究通过手性中心调控分子组装行为，从而影响水凝胶的微观结构、稳定性及生物活性。段落结尾使用中文句号。

背景知识
口服药物递送系统在治疗低溶解性、低稳定性或难以穿越肠道屏障的药物方面面临挑战。当前研究聚焦于提升药物在胃肠道中的稳定性与生物利用度。传统中药方剂麻杏石甘汤（MXSGT）被广泛应用于治疗呼吸道炎症性疾病，其主要成分包括伪麻黄碱（PSE）、苦杏仁苷（AMY）、甘草酸（GA）及镁离子（Mg²⁺）。GA存在两种差向异构体，18α-GA与18β-GA，二者均具有抗炎活性，但其共组装行为尚未有研究报道。研究旨在通过分析α-GA与β-GA与MXSGT中其他活性成分的共组装差异，探索其在口服递送中的潜力。段落结尾使用中文句号。

 

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研究方法与实验
研究通过紫外-可见光谱、圆二色光谱（CD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振（NMR）分析α-GA与β-GA在共组装过程中的氢键与配位键形成。结合分子动力学（MD）模拟与密度泛函理论（DFT）计算，揭示β-Quad具有更稳定的微观结构与pH响应特性。进一步评估其在模拟胃液（SGF）与模拟肠液（SIF）中的稳定性与释放行为，并通过细胞摄取实验与动物模型分析其抗炎活性与信号通路调控机制。

关键结论与观点

• β-GA与PSE、AMY及Mg²⁺共组装形成稳定的球形纳米颗粒（β-Quad），而α-GA形成不规则沉淀（α-Quad）
• β-Quad在胃酸环境中稳定，而在肠道pH下实现控释，显著提升口服生物利用度
• β-Quad通过抑制PI3K/Akt/NF-κB及MAPK信号通路有效重塑炎症微环境，促进巨噬细胞由M1向M2表型转化
• β-Quad展示出优异的细胞摄取效率与抗炎活性，且在急性肺损伤（ALI）与发热动物模型中疗效优于MXSGT
• 研究首次提出单一手性中心差向异构可诱导“蝴蝶效应”，为多组分无载体水凝胶设计提供新策略

研究意义与展望
本研究首次系统揭示单一手性中心对分子共组装行为的影响，为天然产物基无载体水凝胶的设计提供理论基础。β-Quad的pH响应性与多靶点抗炎机制使其在口服药物递送中具有重要应用潜力，未来可拓展至其他多组分天然产物体系，开发新型智能响应型水凝胶制剂。

 

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结语
该研究通过系统分析单一手性中心差向异构对MXSGT中主要活性成分共组装行为的影响，揭示了β-Quad的形成机制及其在调控炎症微环境中的作用。β-Quad因其对PI3K/Akt/NF-κB及MAPK通路的显著抑制能力，展示出优于α-Quad与传统MXSGT配方的抗炎与退热效果。此外，β-Quad的pH响应特性确保其在胃中稳定、肠道中可控释放，提升口服生物利用度。本研究为基于天然分子手性调控的新型口服水凝胶开发提供了理论依据与实验支持，具有良好的临床转化前景。

 

Wenmin Pi, Gen Li, Hailing Qiu, Xuemei Huang, and Penglong Wang. Single chiral center epimerization-modulated multi-carrier-free oral hydrogel for remolding inflammatory microenvironment via PI3K/Akt/NF-κB and MAPK signaling pathways. Bioactive Materials.