无涯创新学院王永军教授团队成功构建了MSN-PBA4,苯硼酸功能化介孔二氧化硅纳米载体。该材料可于肠道内同步捕获膳食糖类与脂肪,抑制关键消化酶活性,从源头减少糖脂吸收。目前,该项研究成果以“Gut-confined nano-interceptors for dual-mode nutrient sequestration and metabolic disease prevention”为题已发表于《Chemical Engineering Journal》(IF=13.3,中科院一区)。
肥胖、糖尿病、脂肪肝已成为困扰当代年轻人的“隐形杀手”。节食太难、运动太累、吃药怕副作用。针对这一现实需求,我校设计一种肠道限制性“纳米拦截器”,该平台以纳米级介孔二氧化硅纳米粒为核心,表面修饰3-硝基苯硼酸(PBA4)。苯硼酸基团可与糖类分子的顺式邻二羟基可逆结合,动态捕获单糖、双糖及多糖;同时,PBA4通过氢键、π-堆积等作用广谱抑制α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶和脂肪酶。该纳米粒只在肠道内工作,不被吸收进入血液,最终随粪便安全排出。
该工作的核心优势与研究发现:
(1)双管齐下,糖和油一起拦:MSN-PBA4既能直接“抓”住单糖、二糖和多糖,又能“劝退”三种关键消化酶。体外实验显示,当纳米粒与葡萄糖质量比为8:1时,糖捕获效率高达84.75%;对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶和脂肪酶的IC50分别为18.79、42.34和20.54 mmol/L。酶动力学分析表明,它对前两种酶是非竞争性抑制,对脂肪酶是混合型抑制。
(2)餐后血糖稳稳降,效果不挑酸和碱:在健康小鼠、饮食诱导肥胖小鼠及1型糖尿病小鼠中,灌胃MSN-PBA4后,无论是吃葡萄糖、蔗糖还是淀粉,餐后血糖峰值都显著下降。例如在健康小鼠中,15分钟血糖比对照组降低22.9%,总血糖曲线下面积比阿卡波糖组再降低18.9%。更厉害的是,这个效果在pH 3.6–8.0(从胃酸到肠液)范围内都稳如泰山,而且不会造成低血糖。
(3)长期吃高脂高糖也不怕,体重和肝脏都受益:在连续6周的高脂高糖饮食模型中,每天给小鼠吃MSN-PBA4,它们的体重增长明显放缓,空腹血糖也更平稳。粪便检测发现排出的胆固醇和甘油三酯增多——说明肠道吸收的脂质减少了。抽血一看,血清甘油三酯、总胆固醇、游离脂肪酸以及肝功能指标(ALT/AST)都显著改善,肝脏里的脂肪堆积也大大减轻。在果糖诱导的脂肪肝模型中,同样看到肝脏脂肪明显下降。
(4)安全!只在肠道转一圈,然后随粑粑排出:荧光成像和硅元素定量证明,MSN-PBA4灌胃后主要待在胃肠道,24小时内基本清空,心肝脾肺肾里几乎找不到它的影子。连续3个月每天喂药,小鼠活得很好,体重、血常规、主要器官切片都正常,肠道屏障也没被破坏——安全性杠杠的。
该研究提出了一种不依赖全身吸收的肠道局部干预策略,通过“捕获+抑制”双模式协同作用,从源头降低餐后血糖和脂质负荷,为健康人群以及糖尿病、肥胖及脂肪肝患者提供了新的选择。

沈阳药科大学无涯创新学院博士研究生李硕、中国医科大学赵妍为论文共同第一作者,刘洪卓教授、何仲贵教授、王永军教授为论文共同通讯作者,沈阳药科大学为第一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金(No. 82273878, 82473872)及沈阳市自然科学基金(23-503-6-11)等项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175800