Trapzyme：一种基于凋亡的多模态Janus纳米平台用于牙周炎的免疫治疗

　　推荐：针对牙周炎中促炎巨噬细胞凋亡缺陷导致的免疫失衡问题，研究人员开发了一种名为Trapzyme的多模态Janus纳米平台。该平台通过光热/光动力协同作用诱导巨噬细胞凋亡，同时兼具“铁陷阱”抗菌和双向ROS调控功能，结合微针递送系统实现了牙周组织的精准免疫治疗，为感染性疾病的凋亡靶向治疗提供了新策略。

　　

牙周炎作为全球范围内导致牙齿缺失的首要原因，其发病机制与口腔菌群失调引发的慢性炎症密切相关。传统治疗主要依赖机械清创和抗生素，但面临耐药性、生物膜形成和患者依从性差等挑战。尤其值得注意的是，牙周炎组织中促炎表型巨噬细胞(M1)的异常积聚与凋亡缺陷直接相关，这种免疫失衡会加剧组织破坏。然而，现有的促凋亡策略存在脱靶效应、感染控制不足以及氧化还原失衡等多重瓶颈，亟需开发新型精准免疫治疗手段。

针对这一难题，重庆医科大学口腔医院的研究团队在《Bioactive Materials》发表了一项创新性研究。他们巧妙设计了一种名为Trapzyme的多功能纳米平台，其核心由明胶-胆红素(GB)共轭物构成，外层包裹巨噬细胞膜并修饰光敏剂花青素3-O-葡萄糖苷-铁(CIRON)配体和叶酸靶向分子。这种独特的“核-壳-冠”结构使其兼具细菌捕获、光热/光动力治疗和免疫调节三重功能。研究人员通过微针递送系统实现了牙周组织的精准给药，在动物模型中验证了其促进牙周组织再生的显著效果。

研究采用了多项关键技术：细胞膜涂层技术构建仿生纳米载体；光热转换效率测试验证近红外(NIR)响应性；DCFH-DA探针检测双向ROS调节能力；流式细胞术分析巨噬细胞凋亡；以及微CT评估牙周骨缺损修复情况。实验所用细菌包括金黄色葡萄球菌(S. aureus)和牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)等常见牙周病原菌，动物模型采用结扎诱导的小鼠牙周炎模型。

Trapzyme合成与表征
通过动态光散射和透射电镜证实纳米颗粒成功构建，粒径约213.67 nm，具有典型的核壳结构。Western blot显示巨噬细胞膜标志物CD14和TNFR2被完整保留，叶酸修饰效率通过荧光标记验证。UV-Vis光谱显示CIRON涂层赋予材料优异的光热转换性能(效率32.4%)，能在NIR照射下将温度升至45°C。

细菌捕获与清除机制
利用细菌嗜铁特性，Trapzyme通过表面铁离子吸引病原体，SEM显示其能促使细菌聚集。NIR激活后，ROS爆发导致细菌膜破裂(OD₂₆₀
吸光度增加3倍)，Live/Dead染色显示对生物膜的清除率达75%。这种“诱捕-杀灭”双重机制突破了传统抗菌策略的局限性。

巨噬细胞稳态重建
流式细胞术显示NIR照射后巨噬细胞凋亡率提升至68%，Western blot检测到tBid和cleaved Caspase-3表达上调，证实溶酶体介导的凋亡通路激活。同时，Trapzyme展现出卓越的ROS清除能力，使SOD和CAT酶活性恢复至正常水平，促进M1向M2表型转化(CD206⁺
细胞增加2.3倍)。

微针递送系统优化
采用甲基丙烯酰化明胶(GelMA)制备的免疫调节微针(IMN)具有500μm针高，机械强度达0.15 N/针。在胶原酶丰富的牙周炎环境中，其降解速率加快实现靶向释药。体内实验显示植入后30分钟即可完成药物递送。

动物模型验证
μCT显示治疗4周后，IMN+NIR组牙槽骨再生最显著(ABC-CEJ距离减少58%)。免疫组化显示骨标志物OCN和OPN表达上调，而TRAP⁺
破骨细胞减少62%。转录组分析发现NF-κB和TNF信号通路下调，PPAR通路激活，证实免疫微环境重塑。

这项研究开创性地将凋亡诱导、抗菌治疗和免疫调节整合于单一纳米平台。其创新性主要体现在三方面：一是利用细菌嗜铁特性设计的“诱捕-杀灭”策略突破了传统抗菌模式；二是NIR调控的Janus双向ROS功能实现了治疗-保护精准切换；三是微针递送系统解决了牙周特殊解剖部位的给药难题。从转化医学角度看，该平台主要成分(胆红素、花青素等)具有良好的生物相容性，为临床转化奠定基础。未来研究可进一步探索其对口腔微生物组的长期调控效应，以及与其他牙周治疗手段的协同作用。

该成果不仅为牙周炎提供了可编程的精准免疫治疗方案，其设计理念也可拓展至其他感染性炎症疾病的治疗。特别是将细胞膜涂层技术与无机纳米材料相结合的策略，为开发下一代仿生治疗平台提供了重要参考。