肠道代谢相关疾病，如便秘、炎症性肠病、肠易激综合征、肥胖和结肠癌症，可能与肠道线粒体功能障碍有关。维持或提高肠上皮细胞线粒体功能对促进肠道运动、改善营养吸收、维持肠道代谢具有非常重要的意义，有助于预防或治疗肠道相关疾病。探索与开发新的药物增强肠道线粒体的功能来预防和治疗肠道相关疾病具有重要的意义。表面修饰的金纳米颗粒能够改善线粒体功能来治疗或预防疾病。但到目前为止，金纳米颗粒（Au NPs）对肠道线粒体的调控作用，特别是关于线粒体信号通路的研究较少。

  为解决以上问题，国家纳米科学中心查瑞涛、中国农业科学院深圳农业基因组研究所杜然、地大周风山和南方科技大学蒋兴宇等合作研究不同不同小分子配体修饰Au NPs对肠道线粒体和机械屏障的调节作用及其在肠道代谢相关疾病方面的应用。4,6-二氨基-2-巯基嘧啶修饰的金纳米颗粒（D-Au NPs）能够过激活AMPK/PGC-1α信号通路及其下游蛋白（UCP2和DRP1）来改善线粒体形态、提高线粒体膜电位、增加细胞内ATP含量和降低线粒体内ROS含量，进而增加肠道紧密连接蛋白（ZO-1和Occludin）的表达（图1），进而提高肠道蠕动能力和修复肠道机械屏障以干预便秘的发生。 

图1 D-Au NPs通过激活AMPK/PGC-1α信号通路对肠机械屏障的调节作用的示意图

图2 Au NPs对细胞状态的影响

图4 Au NPs对细胞线粒体功能的影响

图5 D-Au NPs对AMPK、PGC-1α、UCP2和DRP1 mRNA表达量的影响

图6 Au NPs通过调节肠上皮线粒体治疗便秘小鼠

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01656