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在炎症性肠病（IBD）治疗领域，传统药物长期受限于“免疫抑制”单一靶点的瓶颈，临床缓解率与黏膜愈合率始终难以同步提升。近年来，随着“肠屏障功能修复”成为疾病缓解的新评价金标准，兼具抗氧化、抗炎与多屏障协同修复能力的新型纳米材料成为研究热点。
铁皮石斛自古被誉为“肠胃药仙”，《神农本草经》载其“厚肠胃、轻身延年”。现代研究证实，石斛多糖可通过提高胃黏液分泌、促进肠上皮增殖而发挥屏障保护作用。然而，生药煎煮口服生物利用度低、活性成分复杂、批次差异大，限制了临床精准应用。
西安交通大学张明镇/杨梅/张铭鑫团队最新发表于《Advanced Science》的研究，首次将传统滋阴中药铁皮石斛转化为碳点纳米酶（DO-CDs），通过“肠黏液-上皮-免疫”三位一体策略，在急、慢性结肠炎模型中实现了快速止泻、深度黏膜愈合与免疫稳态重建，为中医“扶正祛邪”理论提供了看得见、摸得着的纳米诠释。
作者团队采用180 ℃、12 h绿色水热法，将铁皮石斛粉末一步转化为粒径1.3±0.3 nm、表面富含—OH、—NH₂、—COOH的碳点纳米酶。透射电镜显示其呈类球形单分散，晶格间距0.23 nm对应石墨（100）面；拉曼I_D/I_G=1.19提示表面缺陷丰富，为模拟抗氧化酶活性中心提供充足位点。XPS及FT-IR进一步证实，DO-CDs由C=O/C─O、吡咯/石墨氮、氢键网络共同构成“类金属酶”配位结构，既保留中药小分子活性片段，又赋予其纳米材料可追踪、可定量、可重复的新药特征，实现从“经验煎煮”到“精准纳米”的跨越。
抗氧化能力不足是IBD肠组织持续损伤的始动环节。研究以ABTS、DPPH、NBT、TMB及电子顺磁共振（EPR）等多指标系统评价DO-CDs的自由基清除谱。结果显示，DO-CDs对ABTS·、DPPH·、·O₂⁻、·OH的IC₅₀分别为2.5、5、10与20 μg mL⁻¹，30 min内清除率可达80%–100%，其SOD样活性高达461 U mg⁻¹，显著优于临床抗氧化剂NAC。EPR谱学直观呈现浓度依赖的自由基信号衰减，提示DO-CDs表面邻苯二酚、羧基及石墨氮通过氢原子转移（HAT）与单电子转移（SET）协同机制，快速“中和”ROS爆发，为后续肠上皮“灭火”赢得时间窗。
细胞水平研究采用Cy5.5荧光标记示踪，发现RAW264.7巨噬细胞6 h摄取率高达92.7%，亚细胞共定位Pearson系数显示DO-CDs与线粒体0.98、与溶酶体0.64，兼具“能量工厂”靶向与“逃逸降解”能力。600 μmol L⁻¹H₂O₂诱导的氧化应激模型中，DO-CDs（50 μg mL⁻¹）使DCF与DHE荧光分别下降70%与65%，并逆转线粒体膜电位崩溃；MTT显示细胞存活率由46%升至82%，显著优于同剂量石斛水提物，证实纳米化可突破天然药物胞内浓度瓶颈。抗炎实验表明，LPS刺激后M1标志CD86阳性率由30.4%降至9.3%，M2标志CD206升高2.1倍；qPCR显示TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA下调50%–70%，而抑炎IL-10上调1.8倍，提示DO-CDs通过“抗氧化-极化重编程”双通路阻断炎症级联。
转录组测序揭示DO-CDs干预后LPS巨噬细胞差异表达基因530个，KEGG富集指向TNF/NF-κB、IL-17、PI3K-Akt三条核心炎症轴。Venn交集显示，DO-CDs可逆转LPS诱导的Tnfrsf1b、Cox2、Il1b等关键基因表达，其中Tnfrsf1b（非经典NF-κB上游受体）下调最为显著（log₂FC=-1.5）。分子对接与Western blot验证证实，DO-CDs通过竞争性抑制TNF-α与Tnfrsf1b结合，阻断经典/非经典NF-κB协同激活，减少p65核转位，从而“关闸”促炎基因转录。该机制阐释了中医“清热解毒”治则在分子水平的现代内涵，也为多靶点纳米中药设计提供了可复制的生物信息学路径。
生物分布实验采用近红外活体成像动态追踪。健康与急性结肠炎小鼠腹腔注射DO-CDs-Cy5.5后，10 min结肠区荧光即达峰值，信号12 h内指数衰减；离体器官定量显示，炎症肠段荧光强度为正常组的2.3倍，肝、肾呈显著富集，提示DO-CDs利用EPR效应主动靶向炎症高渗透血管，并主要经肾清除，无长期滞留风险。急性模型药效学采用2.5% DSS 7 d经典方案，第8–11天每日一次腹腔给药20 mg kg⁻¹。
结果DO-CDs组小鼠体重48 h内止跌回升，第11天已恢复至基线93%；DAI评分由11分降至3分，结肠长度缩短率由20%恢复至5%，镜下出血与溃疡基本消失。组织学H&E及AB-PAS显示，DO-CDs显著抑制炎性浸润、恢复隐窝结构，杯状细胞数量增加1.7倍，黏蛋白分泌连续成层；同时结肠MDA下降55%，TNF-α、IL-6、IL-1β mRNA表达下降60%–75%，整体疗效优于50 mg kg⁻¹ 5-ASA阳性对照，首次证实纳米石斛碳点可实现“快速止泻-黏膜愈合-氧化微环境重塑”同步完成。
慢性结肠炎更能模拟临床反复发作特点。团队采用1.5% DSS三循环方案，并在第2循环起隔日给药。结果显示DO-CDs组小鼠体重在第三轮DSS结束后仍持续上升，第36天较DSS组差异达15%；结肠长度、肠壁弹性及内镜下血管纹理均接近正常。免疫荧光与Western blot表明，紧密连接蛋白ZO-1、Occludin、Claudin-1表达量分别提升2.2、1.9与1.6倍，有效封闭细胞间隙；CD86⁺ M1巨噬细胞下降58%，MPO活性降低45%，提示慢性炎症所致物理屏障破损被系统修复。慢性模型中氧化应激指标MDA亦显著下降，qPCR显示iNOS、IL-1β、IL-6、TNF-α表达下降50%–68%，表明DO-CDs在长期给药中仍保持强效抗氧化与抑炎活性，且无耐受现象，为临床维持缓解提供了新选择。
肠道免疫屏障重建是IBD停药不复发的关键。研究以流式细胞术系统分析固有层与肠系膜淋巴结免疫细胞亚群。结果显示，DO-CDs显著降低促炎Th1（IFN-γ⁺ CD4⁺）比例，由12.6%降至4.9%，同时提升免疫抑制Treg（Foxp3⁺ CD4⁺）数量，Treg/Th1比值恢复至健康水平；在固有层，DO-CDs减少单核细胞及CD11c⁺ MHC-II⁺树突状细胞浸润，阻断抗原提呈-Th1激活正反馈环。机制上，DO-CDs通过下调DC表面CD80/86共刺激分子，抑制NF-κB依赖的IL-12分泌，从而“掐断”Th1分化信号；与此同时，抗氧化作用提升局部TGF-β1水平，促进初始T细胞向Treg极化，实现“抑亢扶抑”的免疫再平衡。该结果从细胞免疫学角度诠释了中医“调和阴阳”治则的科学内涵，也为解决生物制剂停药复发难题提供了可借鉴的免疫调节方案。
生物相容性是纳米药物临床转化的生命线。体外实验显示，200 μg mL⁻¹ DO-CDs与RAW264.7、CT26细胞共培养48 h，存活率仍高于80%；溶血率仅4.78%，远低于ISO 5%阈值。小鼠连续7 d腹腔注射20 mg kg⁻¹后，体重增长曲线、肝肾功能（ALT、AST、BUN、CREA）、血常规及主要脏器H&E染色与对照组无统计学差异；且结肠炎小鼠给药后，炎症导致的白细胞升高、红细胞压积降低等异常指标被明显纠正，提示DO-CDs在有效剂量范围内无急性毒性，并具有一定代谢调节益处。此外，DO-CDs表面富含亲水基团，水溶液稳定性佳，冻干复溶后粒径与荧光特性无显著改变，为后续制剂工业化与长期储存奠定了基础。
综上，该研究以传统滋阴中药铁皮石斛为切入点，通过绿色水热技术创制具有多重酶活性的碳点纳米药物DO-CDs，系统阐明其“靶向ROS-调控NF-κB-修复三重屏障”治疗IBD的新机制，并在急、慢性模型中实现优于现有小分子药物的疗效。该工作不仅突破了中药标准化、精准化的技术瓶颈，也为全球IBD患者提供了安全、高效、可负担的“中国方案”。未来，团队将围绕长毒代谢、GMP放大工艺及结肠靶向递送系统开展深入研究，推动DO-CDs早日进入临床转化，为中医现代化与纳米医学交叉融合书写新的篇章。
Xu C, Huang X, Deng Z, Wang R, Ghazimirsaeid S, Yao L, Zhu Y, Gao B, Fu J, Zhang M, Yang M, Zhang M. Dendrobium Officinale-Derived Carbon Dots Nanozymes Alleviate Colitis by Orchestrating Intestinal Mucus-Epithelium-Immune Barriers. Adv Sci (Weinh). 2025 Oct 17:e12567. doi: 10.1002/advs.202512567. Epub ahead of print. PMID: 41103204.
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