干眼症是一种全球高发性眼表疾病,主要表现为泪膜不稳定、眼表炎症反应,常伴随眼干、异物感及视力波动,严重时可导致角膜上皮损伤。然而,眼部独特的生理结构(如角膜上皮紧密连接形成的物理屏障、泪液快速更新及黏膜清除机制)使常规滴眼液的生物利用度低于5%。药物在眼表迅速流失,不仅需频繁给药以维持疗效,还易引发浓度波动和眼表刺激风险。尽管已有纳米载体(如脂质体、胶束)应用于眼部给药,但多数研究侧重于优化载体溶解性或渗透性,而对纳米颗粒表面化学性质与眼部组织相互作用、细胞摄取效率的关联性探索不足,导致载体设计缺乏针对性,难以克服眼表多重屏障。
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院周行涛教授、黄锦海教授、罗资超教授团队从纳米药物载体表面化学基团入手,系统性筛选基于FDA批准聚合物DSPE-PEG2000的纳米递送载体,包含氨基(-NH2的)、甲基(-CH3)、羧基(-COOH)、羟基(-OH)、顺丁烯二酰亚胺基团(-Maleimide)及巯基(-SH)等6种表面基团。通过相关机制分析,发现巯基修饰纳米载体(NP-SH)具备以下独特优势:
(1)强黏附性:提升角膜滞留能力
分子动力学模拟显示,NP-SH与角膜细胞膜的结合能显著高于其他载体,这归因于巯基与膜蛋白的特异性相互作用。该特性使纳米载体如“生物锚”般牢固附着于角膜表面,延长药物滞留时间,有效减少泪液冲刷导致的药物损失。
(2)高适配性:安全高效穿透眼表屏障
团队以临床常用免疫抑制剂FK506(他克莫司)为模型药物,构建FK506@NP-SH递送系统。细胞实验证实,NP-SH在角膜上皮细胞和巨噬细胞中的摄取效率较其他载体提升2-3倍,且对角膜上皮细胞及血管内皮细胞无显著毒性,展现出优良的生物相容性。
(3)双重疗效:协同抗炎与免疫调节作用
在小鼠干眼模型中,FK506@NP-SH系统显著恢复泪液分泌、修复角膜上皮损伤,同时抑制炎症因子释放与细胞凋亡,从病理层面阻断干眼症进展循环。