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背景介绍

年龄相关性黄斑变性（AMD）是全球范围内导致不可逆性失明的主要原因之一，影响数千万人。AMD分为干性（dAMD）和湿性（wAMD）两种类型：干性AMD以视网膜色素上皮细胞氧化损伤和地理萎缩为特征，目前除抗氧化营养补充外缺乏有效干预手段；湿性AMD则以脉络膜新生血管（CNV）为病理核心，临床依赖抗VEGF抗体玻璃体腔注射，但反复侵入性注射带来眼内炎、视网膜脱离、高眼压等严重风险，且患者依从性差。更棘手的是，相当比例的患者会从干性进展为湿性，而临床现有策略对两类AMD分别采用不同治疗方案，给诊断和管理带来巨大挑战。因此，开发一种既能同时治疗干湿性AMD、又能通过非侵入性途径给药的通用型疗法具有重大临床意义。

研究思路

针对上述挑战，沈阳药科大学毛世瑞教授团队受天然黑色素的抗氧化保护作用和内源性多巴胺的抗血管生成活性启发，设计了一种仿生聚多巴胺纳米颗粒。多巴胺（DA）本身兼具抗氧化特性和通过激活多巴胺受体D2（DRD2）抑制VEGFR2磷酸化的抗血管生成作用，而聚多巴胺（PDA）作为DA的聚合物，含有更多还原性基团，理论上应具备更强的双功能活性。然而，传统PDA纳米颗粒比表面积有限，其内在治疗潜力尚未被充分挖掘。为此，团队利用软模板法构建了表面粗糙的介孔聚多巴胺纳米颗粒（TMPDA），并以D-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯（TPGS）稳定其胶体，同时制备了非介孔对照TPDA。TMPDA的比表面积（46.1 m²/g）约为TPDA（15.2 m²/g）的三倍，表面酚羟基密度显著更高。在干性AMD的氧化应激模型中，TMPDA凭借更强的自由基清除能力和更高的细胞摄取效率，显著抑制了细胞内和线粒体ROS；在湿性AMD的血管生成模型中，TMPDA通过激活DRD2进而抑制VEGFR2（Tyr1059、Tyr951、Tyr1175）磷酸化，有效抑制了内皮细胞增殖、迁移和管形成。更为重要的是，TMPDA滴眼液经结膜-巩膜途径有效递送至视网膜，在兔干性AMD模型中使视网膜萎缩抑制率超过60%，在小鼠湿性AMD模型中使CNV渗漏面积抑制率达66.4%，疗效与玻璃体腔注射TPDA/TMPDA相当，且无眼表刺激和眼内毒性。相关内容以Intrinsic and Universal Therapy of Both Dry and Wet Age-Related Macular Degeneration via Non-Invasive Administration of Biomimetic Mesoporous Polydopamine Nanoparticles发表在Advanced Functional Materials！

图片解析

图1. TMPDA的设计与构建示意图：展示了具有不同结构特征的仿生PDA纳米颗粒的设计理念——TMPDA凭借其介孔结构和粗糙表面显著增强了内在治疗活性，既能有效抑制细胞氧化应激，又能增强与血管内皮细胞表面DRD2的结合亲和力，从而增强抗血管生成功效，并通过结膜-巩膜途径实现非侵入性递送至视网膜。

图2. TPDA与TMPDA的理化性质表征：（A-D）粒径（约176-191 nm）、Zeta电位（约-22至-24 mV）相近，确保结构差异为唯一变量。（E）TEM显示TPDA呈光滑实心球，TMPDA呈表面粗糙的介孔球。（F）BET比表面积TMPDA（46.1 m²/g）约为TPDA（15.2 m²/g）三倍。（G）FTIR确认TPGS成功吸附。（H）XPS显示TMPDA表面C-O和HO-C酚羟基比例显著高于TPDA。（I）Zeta电位-pH曲线显示TMPDA具更强两性离子特性。（J）在模拟泪液中42天粒径稳定。（K）37°C下降解行为。

图3. TMPDA与TPDA的抗氧化能力评估：（A）PDA保护ARPE-19细胞免受氧化应激损伤的机制示意图。（B）DPPH自由基清除实验显示TMPDA活性优于TPDA。（C）不同浓度TMPDA（5-40 μg/mL）对H₂O₂诱导的胞内ROS的抑制效果（DCFH-DA绿色荧光）。（D-E）CLSM图像及半定量显示TMPDA（20 μg/mL）抑制ROS效果显著优于TPDA和GSH。（F-G）MitoSOX Red染色显示TMPDA对线粒体ROS的抑制效果最强。

图4. TMPDA与TPDA的抗血管生成效果及机制：（A）TMPDA和TPDA对HUVEC的细胞毒性。（B）VEGF存在下TPDA和TMPDA（10 μg/mL）显著抑制HUVEC增殖。（C）划痕实验和管形成实验示意图。（D-E）TMPDA、TPDA和DA在VEGF存在下显著抑制HUVEC迁移，TMPDA效果最强，DRD2拮抗剂eticlopride可逆转。（F-H）管形成实验显示TMPDA抑制效果最强。（I）cAMP检测证实DRD2激活。（J）Western blot显示TMPDA、TPDA和DA抑制VEGFR2磷酸化（Tyr1059、Tyr951、Tyr1175），TMPDA效果最强。（K）机制示意图：PDA通过激活DRD2抑制VEGFR2磷酸化发挥抗血管生成作用。

图5. TMPDA与TPDA的眼内滞留和渗透性评估：（A-B）兔眼表面荧光成像及半定量显示TMPDA眼表滞留时间显著长于TPDA和游离RhB。（C-F）视网膜冰冻切片荧光显示TMPDA在视网膜的荧光强度在4小时时为TPDA的1.6倍、游离RhB的14.9倍。（G-H）荧光穿透路径分析确认PDA主要通过结膜-巩膜途径到达视网膜。

图6. 兔干性AMD模型药效学评估：（A）dAMD模型建立及给药方案。（B）眼底图像显示TMPDA滴眼液组视网膜血管丰富、呈玫瑰红色。（C）眼底灰度值半定量分析显示TMPDA滴眼液组抑制视网膜变性效果优于TPDA滴眼液组。（D）H&E染色显示TMPDA滴眼液组、TPDA(IVT)组和TMPDA(IVT)组外核层（ONL）和全视网膜厚度接近健康组。（E-F）ONL厚度和视网膜厚度定量显示TMPDA滴眼液组视网膜萎缩抑制率超过60%。（G-I）qPCR显示TMPDA滴眼液组IL-1β、IL-6和TNF-α mRNA表达显著降低。（J）TUNEL和ROS染色显示TMPDA有效抑制视网膜细胞凋亡和氧化应激。

图7. 小鼠湿性AMD模型药效学评估：（A）激光诱导CNV模型建立及给药方案。（B）荧光素眼底血管造影（FFA）显示TMPDA滴眼液组和IVT组荧光素渗漏显著减少。（C-D）CNV渗漏面积和荧光强度定量显示TMPDA滴眼液组抑制率达66.4%，TPDA滴眼液组仅为37.0%。（E）H&E染色显示TMPDA滴眼液组和IVT组CNV病变厚度显著减小。（F）CD31（红色）和VEGF（绿色）免疫荧光双染显示TMPDA滴眼液和IVT组显著下调视网膜CD31和VEGF表达。

图8. 眼用安全性评估：TMPDA和TPDA滴眼液连续14天给药后，（A）眼表状态、（B）眼底图像、（C）OCT扫描均未见异常；（D-F）H&E染色显示ONL厚度和视网膜总厚度与生理盐水组无显著差异；（G）眼压无显著变化。

结论

本研究受天然黑色素和内源性多巴胺双重启发，设计并构建了TPGS稳定的仿生聚多巴胺纳米颗粒——非介孔TPDA和介孔TMPDA，后者比表面积提升三倍。TMPDA凭借其高比表面积和粗糙表面形貌，表面酚羟基密度显著增加，细胞摄取效率较TPDA提升2.8倍，体外抗氧化能力（对胞内和线粒体ROS的抑制）和抗血管生成活性（抑制HUVEC增殖、迁移和管形成）均显著优于TPDA。机制上，TMPDA通过激活DRD2进而抑制VEGFR2（Tyr1059、Tyr951、Tyr1175）磷酸化发挥抗血管生成作用。在兔干性AMD模型中，TMPDA滴眼液使ONL和视网膜总厚度恢复至接近健康水平，视网膜萎缩抑制率超60%，并显著下调IL-1β、IL-6和TNF-α炎症因子表达及抑制细胞凋亡。在小鼠湿性AMD模型中，TMPDA滴眼液使CNV渗漏面积抑制率达66.4%，CD31和VEGF表达显著下调。尤其重要的是，TMPDA滴眼液在两类AMD模型中的疗效均与玻璃体腔注射TPDA/TMPDA相当，且无眼表刺激、无眼压升高、无视网膜结构异常，展现出良好的安全性。该研究首次证明表面粗糙化介孔结构设计可显著增强聚多巴胺的内在治疗活性，并通过非侵入性滴眼液给药实现干湿性AMD的一体化治疗，为黄斑变性等眼底疾病的临床管理提供了全新策略。

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