新研究表明，肠道细菌和纳米药物的最新发现可能为更好地治疗肠道疼痛铺平道路。
据发表在《细胞宿主与微生物》(Cell Host & Microbe)和《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究显示，科学家们已在肠道细菌中发现一种新酶，并正在使用纳米粒子将药物递送到细胞内部。希望这一发现能够更有效地治疗消化系统疾病引起的肠道疼痛。
研究人员聚焦于PAR2，这是一种参与疼痛信号传导的受体，已被证明在以炎症和疼痛为特征的胃肠道疾病中发挥作用。PAR2存在于肠道内壁和肠道中的疼痛感应神经上，由称为蛋白酶的特定酶激活，是治疗肠道疼痛的一个有希望的靶点。
"在关注这一受体的过程中，我们已经绘制出细菌酶与疼痛之间的通路，并确定了如何使用纳米粒子阻断PAR2——这两点可能帮助我们未来治疗与消化系统疾病相关的疼痛，"纽约大学牙医学院分子病理生物学系主任兼纽约大学疼痛研究中心教员Nigel Bunnett教授表示。
肠道细菌研究为疼痛提供线索
这项研究由斯坦福大学医学院病理学、微生物学和免疫学教授Matthew Bogyo领导，研究了肠道细菌产生蛋白酶的情况，以及这些酶是否调控PAR2活性从而引起疼痛。
腹痛是许多消化系统疾病的标志，包括炎症性肠病和肠易激综合征。目前尚无专门针对肠道疼痛的治疗方法，现有的止痛药在控制症状方面往往不足。这些药物包括阿片类药物、非甾体抗炎药(NSAIDs)和类固醇，也带有副作用，其中一些直接损害消化系统。
科学家们利用肠道中发现的人体细菌菌株库，测试了每种菌株是否产生能切割并激活PAR2的酶。令人惊讶的是，超过50种细菌分泌了能切割PAR2的酶。
研究人员聚焦于一种此前未知的酶，该酶由脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis, B. fragilis)产生，具有特别强的活性。脆弱拟杆菌通常存在于人体结肠中，有证据表明它可能导致炎症性肠病。
研究结果发现，脆弱拟杆菌产生的酶切割PAR2以激活受体。在进一步的细胞和小鼠研究中，研究人员比较了常规脆弱拟杆菌和一种酶被移除的改良版细菌。他们发现，脆弱拟杆菌产生的蛋白酶激发了检测和传递疼痛的神经元，破坏了肠道屏障，并在结肠中引发炎症和疼痛。
"结果黑白分明：如果存在蛋白酶，就有疼痛信号；如果不存在蛋白酶，就没有疼痛信号。我们的研究确定了肠道细菌和宿主之间的一种新的通信轴线，这对炎症性肠病中症状如何被触发具有重要意义，"Bogyo说。
纳米粒子创造"精准靶向方法"
在PNAS上的另一项研究中，研究人员试图利用PAR2的一个已知行为。当受体被激活时，它会从肠道内壁细胞的表面移动到细胞内部称为内体的区域。受体在内体内部继续发挥作用，并通过向神经细胞发出信号和在肠道内壁细胞的保护屏障上制造缺口来引发炎症和疼痛。
"如果这个受体在这些区域内部化并发出信号，我们就必须开发一种药物递送策略，将受体作为这些区域内部的靶点，"Bunnett说。
为了将药物送入内体，研究人员转向了纳米粒子。纳米粒子用于精确引导药物，最大限度地减少副作用和所需药物量。这种方法在消化系统疾病中可能有益，因为纳米粒子可以将药物送到肠道壁而不扩散到身体其他部位。
为了测试这种方法，研究人员使用了一种名为AZ3451的实验性药物，该药物阻断PAR2。他们将AZ3451封装在两种不同类型的纳米粒子中，靶向驱动腹痛的受体信号传导的两个主要部位：肠内壁上皮细胞和神经细胞。这些纳米粒子被设计成在几天内缓慢释放药物。
"这种持续释放正是慢性疾病所需要的，"Bunnett说。
"使用纳米粒子进行药物递送展示了一种精准靶向方法。这些纳米粒子不仅精确指向特定细胞，还指向细胞内的特定区域以及该区域内的特定受体。"
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