由于功能衰退和疾病易感性增加,老龄化带来了巨大的健康挑战。调节年龄相关的代谢失调提供了一个有希望的治疗途径。然而,口服疗法的功效受到活性剂在苛刻的胃肠道(GI)中降解的严重阻碍。
2026年2月3日,中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚团队在National Science Review(IF=17.1)在线发表题为An orally administrable hydrogen-bonded organic framework (HOF)-based nanoreactor to reprogram metabolism for senescence intervention的研究论文。该研究开发了一种可口服给药的基于氢键键合有机框架(HOF)的纳米反应器,用于为衰老干预重新编程代谢。
衰老是一个不可避免的多因素过程,会导致与年龄相关的认知障碍、功能丧失、疾病易感性增加和死亡,因此需要采取干预措施来延缓衰老,从而极大地有益于健康。尽管进行了几十年的研究,有效地改变这一过程仍然具有挑战性。
新的证据表明,许多代谢物,包括来自肠道微生物组的代谢物(如δ-戊巴比妥酸、苯乙酰谷氨酰胺或异戊胺(IAA)),调节宿主寿命、基因表达和信号通路,发挥关键的生理和病理生理作用。因此,调节这些代谢物的体内水平以阻止衰老驱动过程,如代谢物诱导的衰老,具有重要的治疗潜力。
鉴于其对患者友好的优势,口服催化疗法已成为此类靶向干预的一种有前途的方法。事实上,最近的进展已经验证了这一概念,利用口服纳米酶和纳米载体来调节肠道炎症或代谢途径。口服给药被广泛认为是最安全、最方便、最具成本效益的给药途径,消除了与注射相关的风险,提高了患者的依从性,特别是对于慢性疾病。
然而,多种治疗剂—包括药物、酶、过渡金属催化剂和功能化抗体—可以被极端pH值和消化酶降解,导致生物利用度低,需要更高的剂量,从而加重胃肠负担。这一挑战强调了对由具有成本效益、可调性、生物可降解性、生物相容性和易于扩展的材料构成的稳健递送平台的迫切需求,以支持不断扩大的口服催化疗法管道。
机理模式图(图源自National Science Review)
在这里,研究人员报道了一种基于口服氢键有机框架(HOF)的纳米反应器(MAO@NADH@PB@O-HOF@PEG)通过调节代谢途径来干预衰老。HOF支架在超酸性条件和沸水中表现出优异的稳定性,为其封装的脆弱货物提供了坚固的屏障,防止胃肠道降解。
这种保护能够延长肠道内的原位催化,通过肠道、血清和脑脊液(CSF)中老化升高的代谢物异戊胺(IAA)的催化降解,导致肠道代谢的重新编程。通过基于HOF的抗衰老纳米反应器对IAA的催化降解,由升高的IAA水平引起的凋亡和炎症得以缓解。
给老年小鼠口服MAO@NADH@PB@O-HOF@PEG显著减轻了认知衰退、神经元损伤和神经炎症。这项研究强调了坚固的HOF材料在开发先进的口服给药系统和保护性治疗中的潜力。
参考消息:https://doi.org/10.1093/nsr/nwag074