Gastrointestinal inflammatory diseases have a significant impact on human health and quality of life, underscoring the urgent need to develop novel treatment strategies. As emerging biomaterials, nanozymes combine the advantages of nanomaterials with enzyme-like catalytic activities, demonstrating considerable potential for managing gastrointestinal inflammation. To provide researchers with a clear and concise overview of recent advances and future directions in this area, this review systematically summarizes and discusses the progress in nanozyme applications for treating gastrointestinal inflammatory disorders, including inflammatory bowel disease, Helicobacter pylori infection, and the like. We begin by elucidating the catalytic mechanisms underlying the major types of nanozymes, including metal-based, metal–organic framework-based, and carbon-based nanozymes. Subsequently, we explore nanozyme designs that enable multifaceted therapeutic effects—including antioxidant, anti-inflammatory, microbiota regulation, and barrier repair functions—through strategies such as multienzyme mimicry, targeted delivery, and stimulus-responsive activation. While challenges related to targeting precision and biosafety remain, nanozymes offer promising opportunities to overcome the limitations of conventional therapies. The review also discusses future prospects, such as artificial intelligence-assisted design, which may accelerate the development of next-generation nanozymes. We believe this work provides a valuable theoretical foundation for the design of efficient and safe nanozyme-based treatments for gastrointestinal inflammation.
胃肠道炎症性疾病对人类健康和生命质量产生深远影响，凸显了开发新型治疗策略的紧迫性。作为新兴的生物材料，纳米酶结合了纳米材料的优势与类酶的催化活性，在管理胃肠道炎症方面展现出巨大潜力。本综述旨在为研究人员提供该领域最新进展和未来方向的清晰、简洁概述，系统总结并讨论纳米酶在治疗包括炎症性肠病和幽门螺杆菌感染在内的胃肠道炎症性疾病中的应用进展。
本文首先阐述了主要类型纳米酶的催化机制，涵盖金属基、金属有机框架基以及碳基金属有机骨架基纳米酶。随后，我们探讨了实现多面治疗效果的纳米酶设计策略，这些效果包括抗氧化、抗炎、微生物群调节和屏障修复功能。通过多重酶模拟、靶向递送和刺激响应性激活等策略，纳米酶能够协同发挥多种生物学效应，从而更有效地应对复杂的病理环境。
综述深入分析了不同类别纳米酶的催化机理及其在特定炎症模型中的表现。研究发现，金属基、MOF基及碳基金属有机骨架基材料通过模拟天然过氧化物酶或超氧化物歧化酶等活性，能够有效清除体内过量活性氧自由基，减轻氧化应激反应。同时，靶向递送系统确保了药物在病变部位的富集，而刺激响应性激活机制则实现了治疗活性的时空可控释放，显著提升了治疗的精准度与效率。
尽管纳米酶在治疗胃肠道炎症方面展现出广阔前景，但其在靶向精度和生物安全性方面的挑战仍需克服。现有研究指出，如何进一步提高递送系统的特异性以及长期使用的潜在毒性是未来需要解决的关键问题。此外，综述还探讨了人工智能辅助设计等前沿方向，认为这些技术有望加速下一代高效、安全纳米酶的开发，为胃肠道炎症的精准治疗提供坚实的理论基础和实践指导。
Les maladies inflammatoires de l'intestin ont un impact significatif sur la santé humaine et la qualité de vie, soulignant la nécessité urgente de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. En tant que biomatériaux émergents, les nanozymes combinent les avantages des nanomatériaux avec une activité catalytique similaire à celle des enzymes, démontrant un potentiel considérable pour la gestion de l'inflammation gastro-intestinale. Cette revue vise à fournir aux chercheurs un aperçu clair et concis des avancées récentes et des orientations futures dans ce domaine, en synthétisant systématiquement les progrès réalisés dans l'application des nanozymes pour traiter les troubles inflammatoires du tractus digestif.
L'article commence par élucider les mécanismes catalytiques sous-jacents aux principaux types de nanozymes, notamment ceux à base métallique, à base de réseaux organométalliques et à base de carbone. Par la suite, nous explorons des conceptions de nanozymes permettant des effets thérapeutiques multifactoriels — incluant les fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires, de régulation du microbiote et de réparation de la barrière intestinale — grâce à des stratégies telles que le mimétisme multi-enzymatique, l'administration ciblée et l'activation par stimulus.
La revue analyse en détail comment ces matériaux catalytiques agissent pour neutraliser les espèces réactives de l'oxygène excédentaires dans divers modèles d'inflammation. Les résultats montrent que la combinaison de propriétés enzymatiques multiples au sein des nanozymes permet une réponse thérapeutique synergique, surpassant souvent les thérapies conventionnelles qui ne ciblent qu'un seul aspect pathologique. L'utilisation de systèmes de délivrance intelligents assure un relargage contrôlé du traitement uniquement en présence de signaux inflammatoires spécifiques, optimisant ainsi l'efficacité tout en minimisant les effets systémiques indésirables.
Bien que prometteuses pour surmonter les limites des thérapies conventionnelles, les nanozymes présentent encore des défis liés à la précision du ciblage et à la biosécurité qui doivent être résolus. La revue discute également de perspectives futures telles que la conception assistée par intelligence artificielle, susceptible d'accélérer le développement de nanozymes de nouvelle génération. Nous estimons que ce travail fournit une base théorique précieuse pour concevoir des traitements basés sur les nanozymes efficaces et sûrs contre l'inflammation gastro-intestinale, tout en identifiant clairement les obstacles restants à franchir pour leur translation clinique.
消化管炎症性疾患は人間の健康と生活の質に大きな影響を与えており、新たな治療戦略の開発が緊急に求められています。新興生物材料であるナノザイムは、ナノ材料の利点と酵素様触媒活性を組み合わせることで、消化管炎症の管理において相当な可能性を示しています。本レビューでは、研究者に対してこの分野における最新の進展と将来の方向性に関する明確かつ簡潔な概要を提供し、炎症性腸疾患やピロリ菌感染などを含む消化管炎症性障害の治療に対するナノザイム応用の進歩を体系的に要約・検討します。
まず、金属基、金属有機骨格（MOF）基、および炭素基の主要なナノザイムの背後にある触媒メカニズムについて解明し、その基本原理を説明します。その後、抗酸化作用、抗炎症作用、微生物叢調節、バリア修復機能といった多面的な治療効果を可能にするナノザイム設計を探求します。これらは、マルチ酵素模倣、標的指向性送達、刺激応答型活性化などの戦略を通じて実現され、複雑な病理環境においてより効果的な治療を可能にします。
レビューでは、異なるカテゴリーのナノザイムの触媒メカニズムと特定の炎症モデルにおけるその挙動について詳細に分析しています。金属基、MOF基、および炭素骨格材料は、天然酵素である過酸化水素分解酵素やスーパーオキシドディスムターゼなどを模倣することで、体内の過剰な活性酸素種を効果的に除去し、酸化ストレス反応を軽減することが示されています。さらに、標的送達システムにより薬剤が病変部位に集積され、刺激応答型活性化メカニズムによって治療活性の時間・空間的な制御放出が可能となり、治療の精度と効率が大幅に向上します。
ナノザイムは従来の療法における限界を克服する有望な機会を提供しますが、標的指向性の精度や生物学的安全性に関する課題はまだ残っています。レビューでは、人工知能支援設計などの将来の可能性についても言及しており、これらの技術が次世代のナノザイムの開発を加速し、より効率的で安全な治療法の創出に寄与すると期待されています。本稿は、消化管炎症に対する効果的で安全なナノザイムベースの治療法を設計するための貴重な理論的基盤を提供するものであり、臨床応用に向けた残された課題と解決策の方向性を明確に示しています。
Las enfermedades inflamatorias gastrointestinales tienen un impacto significativo en la salud humana y la calidad de vida, subrayando la necesidad urgente de desarrollar nuevas estrategias terapéuticas. Como biomateriales emergentes, las nanoenzimas combinan las ventajas de los nanomateriales con actividades catalíticas similares a enzimas, demostrando un potencial considerable para gestionar la inflamación gastrointestinal. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar a los investigadores una visión clara y concisa de los avances recientes y direcciones futuras en este ámbito, resumiendo sistemáticamente y discutiendo el progreso en las aplicaciones de nanoenzimas para tratar trastornos inflamatorios gastrointestinales, incluyendo enfermedad intestinal inflamatoria e infección por Helicobacter pylori.
Comenzamos elucidando los mecanismos catalíticos subyacentes a los principales tipos de nanoenzimas, incluidas aquellas basadas en metales, marcos metal-orgánicos y carbono. Posteriormente, exploramos diseños de nanoenzimas que permiten efectos terapéuticos multifacéticos —incluyendo funciones antioxidantes, antiinflamatorias, regulación de la microbiota y reparación de barrera— mediante estrategias como el mimetismo multi-enzimático, administración dirigida y activación sensible a estímulos. Estos enfoques buscan optimizar la interacción entre los materiales sintéticos y el entorno biológico complejo del tracto digestivo.
La revisión analiza en profundidad cómo estos materiales catalíticos actúan para neutralizar especies reactivas de oxígeno excesivas en diversos modelos inflamatorios, demostrando que las nanoenzimas pueden superar limitaciones de terapias convencionales. Se destaca que la combinación de propiedades enzimáticas múltiples dentro de las nanoenzimas permite una respuesta terapéutica sinérgica, mientras que los sistemas de administración inteligentes aseguran un liberación controlada del tratamiento solo ante señales inflamatorias específicas, optimizando así la eficacia y minimizando efectos sistémicos no deseados.
Aunque prometedoras para superar las limitaciones de terapias convencionales, las nanoenzimas aún presentan desafíos relacionados con la precisión del direccionamiento y la biosseguridad que deben resolverse. La revisión también discute perspectivas futuras como el diseño asistido por inteligencia artificial, lo cual podría acelerar el desarrollo de nanoenzimas de próxima generación. Creemos que este trabajo proporciona una base teórica valiosa para diseñar tratamientos basados en nanoenzimas eficientes y seguros contra la inflamación gastrointestinal, identificando claramente los obstáculos restantes para su traducción clínica.
تؤثر الأمراض الالتهابية المعوية بشكل كبير على صحة الإنسان وجودة حياته، مما يبرز الحاجة الملحة لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة. كمواد حيوية ناشئة، تجمع الإنزيمات النانوية بين مزايا المواد النانوية والأنشطة التحفيزية المشابهة للإنزيمات، وتظهر إمكانات كبيرة في إدارة الالتهاب المعوي. تهدف هذه المراجعة إلى تزويد الباحثين بنظرة واضحة وموجزة للتطورات الحديثة والاتجاهات المستقبلية في هذا المجال، من خلال تلخيص ونقاش التقدم المحرز في تطبيقات الإنزيمات النانوية لعلاج الاضطرابات الالتهابية الهضمية، بما في ذلك أمراض الأمعاء الالتهابية وعدوى المطثية العسيرة وغيرها.
نبدأ بتوضيح الآليات التحفيزية الكامنة وراء الأنواع الرئيسية من الإنزيمات النانوية، بما في تلك القائمة على المعادن، والأطر المعدنية العضوية، والمواد الكربونية. بعد ذلك، نستكشف تصاميم للإنزيمات النانوية تمكن من تحقيق تأثيرات علاجية متعددة الأوجه —بما في ذلك الوظائف المضادة للأكسدة ومضادات الالتهاب وتنظيم الميكروبيوتا وإصلاح الحاجز— من خلال استراتيجيات مثل محاكاة الإنزيمات المتعددة، والتوصيل المستهدف، والتنشيط الحساس للمحفزات. تهدف هذه الاستراتيجيات إلى تحسين التفاعل بين المواد الاصطناعية والبيئة البيولوجية المعقدة في الجهاز الهضمي.
تقوم المراجعة بتحليل بعمق كيف تعمل هذه المواد التحفيزية على تحييز الأنواع الأكسجينية الزائدة في نماذج التهاب مختلفة، مما يظهر أن الإنزيمات النانوية يمكنها التغلب على قيود العلاجات التقليدية. يُبرز العمل أن الجمع بين خصائص إنزيمية متعددة داخل الإنزيمات النانوية يسمح باستجابة علاجية تآزرية، بينما تضمن أنظمة التوصيل الذكية إطلاقًا محكومًا للعلاج فقط عند وجود إشارات التهابية محددة، مما يحسن الفعالية ويقلل من الآثار الجانبية الجهازية غير المرغوب فيها.
على الرغم من كونها واعدة للتغلب على قيود العلاجات التقليدية، لا تزال الإنزيمات النانوية تواجه تحديات تتعلق بدقة الاستهداف والسلامة البيولوجية التي يجب حلها. تناقش المراجعة أيضًا آفاقًا مستقبلية مثل التصميم بمساعدة الذكاء الاصطناعي، والذي قد يسرع تطوير الجيل القادم من الإنزيمات النانوية. نعتقد أن هذا العمل يوفر أساسًا نظريًا قيمًا لتصميم علاجات فعالة وآمنة قائمة على الإنزيمات النانوية ضد الالتهاب المعوي، مع تحديد بوضوح العقبات المتبقية أمام ترجمتها السريرية.