随着全球电子信息时代的发展与人口老龄化进程的加剧，干眼的发病率日益增长，已经成为全世界发病率最高的眼表疾病。干眼的临床症状表现为眼部干涩、异物感、烧灼感、眼痒及疼痛等多种不适症状和视功能障碍，严重影响患者的眼部健康与生活质量。而随着对干眼机制的深入研究，最新的指南强调，“眼表微环境”是由泪液、细胞、免疫及神经等多种组分共同维持平衡的协调统一的整体，在干眼的发生、发展中起到至关重要的作用。在干眼失衡的微环境中，过度氧化应激、炎症反应、泪液高渗透压、上皮细胞损伤等形成难以破解的恶性循环，是目前临床上针对干眼治疗的单靶点药物疗效不能达到预期的重要原因。因此，如何维持眼表微环境的稳态成为治疗干眼的重中之重。

为了靶向干眼微环境中氧化应激-炎症这一恶性循环，本研究以具有可再生抗氧化能力的纳米氧化铈材料为骨架[2]，在表面修饰聚乙二醇，构建了负载环孢素A的纳米酶滴眼液（Cs@P/CeO2）。并通过一系列材料表征实验，证明制备的高亲水性材料呈现出均一的立方纳米结构，同时具备可再生的抗氧化能力与缓慢释放环孢素A的效果。

图1 Cs@P/CeO2的制备与表征

体外研究表明，Cs@P/CeO2能够降低氧化应激和高渗模型中的角膜上皮细胞的ROS水平，提升线粒体膜电位，恢复线粒体的健康，抑制过度氧化应激导致的角膜上皮细胞死亡。同时，本研究发现Cs@P/CeO2能够在炎症诱导模型中抑制巨噬细胞的炎症性死亡，抑制炎症小体的激活和细胞因子TNFα、IL-6、IL-1β的分泌，并促进巨噬细胞的M2极化。这些数据表明，具有双重功能的Cs@P/CeO2不仅抑制细胞ROS的产生，从而维持线粒体健康，而且下调炎症过程并重新极化巨噬细胞。

图2 Cs@P/CeO2的体外抗炎、抗氧化性能

进一步地，研究人员在小鼠体内诱导干眼模型，并采用载药纳米酶滴眼液Cs@P/CeO2进行滴眼治疗，临床评估发现Cs@P/CeO2降低小鼠干眼评分、提升泪膜稳定性、增加泪液分泌量、缓解角膜上皮损伤；病理学评估证明Cs@P/CeO2抑制角膜炎症细胞的浸润，恢复了角膜的生理结构和杯状细胞的数量。这些数据证明了Cs@P/CeO2治疗干眼的巨大潜力。

图3 Cs@P/CeO2对干眼的体内治疗效果

为了阐明Cs@P/CeO2治疗干眼的具体机制，研究者对小鼠角膜采用单细胞测序技术拟从单个细胞层面描绘纳米酶材料对眼表微环境的影响。单细胞测序数据发现Cs@P/CeO2可以通过重塑免疫细胞与上皮细胞稳态，建立M2型巨噬细胞优势的眼部微环境，抑制局部炎症反应，并促进角膜上皮的再生，调节免疫细胞与上皮细胞之间的互作，进而重建干眼症模型中的角膜微环境。

图4 Cs@P/CeO2重塑干眼角膜微环境免疫-上皮互作

综上，本研究开发了一种具有长期抗炎和抗氧化能力的纳米酶滴眼液，在体外和体内模型均证明其可以通过发挥纳米氧化铈的抗氧化作用和环孢素A的免疫调节功效，清除过多的ROS，抑制炎症过程和细胞凋亡，打破干眼的恶性循环，有效缓解干眼症状。Cs@P/CeO2同时具备较长的眼表滞留时间、优越的眼部耐受性和生物安全性，将为干眼等眼表微环境失衡的疾病提供新的治疗方向。

图5 Cs@P/CeO2通过调节免疫-上皮互作治疗干眼的示意图

浙江大学眼科医院（浙江大学医学院附属第二医院眼科中心）韩海杰研究员、姚克教授、计剑教授为本文通讯作者，浙二眼科中心博士崔文羽和浙大二院博士陈晟为论文共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金，浙江省重点研发专项和浙江省杰出青年基金项目资助。

参考文献：

[1] Cui W, Chen S, Hu T, Zhou T, Qi C, Jiang L, Cheng X, Ji J, Yao K, Han H. Nanoceria-Mediated Cyclosporin A Delivery for Dry Eye Disease Management through Modulating Immune-Epithelial Crosstalk. ACS Nano. 2024, 18, 17, 11084–11102

[2] Cui W, Wang Y, Luo C, Xu J, Wang K, Han H, Yao K. Nanoceria for ocular diseases: recent advances and future prospects. Materials Today Nano. 2022, 18, 100218

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c11514