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研究作者及机构
本研究的主要作者包括Qian Chen、Zhengzou Fang、Zhe Yang、Xiao Xv、Mengting Yang、Hanjin Hou、Zhangzuo Li、Yanyan Chen和Aihua Gong。他们来自江苏大学医学院及其附属医院的血液病研究所。该研究发表于2024年6月17日的《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊上。
学术背景
本研究的主要科学领域是益生菌及其外泌体（extracellular vesicles, EVs）在炎症性肠病（特别是溃疡性结肠炎，ulcerative colitis, UC）中的治疗作用。UC是一种复杂的胃肠道疾病，其特征是结肠炎症，常伴随肠道屏障功能受损和肠道菌群失调。近年来，益生菌外泌体因其在调节免疫反应和肠道菌群平衡中的潜在作用而受到广泛关注。然而，关于其具体作用机制的研究仍不充分。因此，本研究旨在探索植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）UJS001（LP-UJS）来源的外泌体（LP-UJS-EVs）在缓解UC中的作用及其机制。
研究流程
研究分为多个步骤，详细流程如下：
菌株分离与鉴定
从中国镇江的发酵泡菜中分离出LP-UJS菌株，并通过16S rDNA测序和系统发育树分析确认其分类学地位。菌株被保存于中国普通微生物菌种保藏管理中心，编号为CGMCC No. 28821。
外泌体提取与表征
通过过滤和超速离心法从LP-UJS的培养上清液中提取外泌体。使用透射电子显微镜（TEM）观察其形态，并通过纳米颗粒追踪分析（NTA）和Zeta电位分析其粒径和电荷特性。
体外实验
研究了LP-UJS-EVs对肠道上皮细胞（HCoEpiC和IEC-6）生长的影响，以及对巨噬细胞（RAW246.7）极化的作用。通过CCK8实验检测细胞活性，通过流式细胞术和实时定量PCR（qRT-PCR）分析巨噬细胞M2极化的标志物（如CD163、IL-10和TGF-β）的表达。
动物实验
构建了由硫酸葡聚糖钠（DSS）诱导的UC小鼠模型，分为对照组、模型组、LP-UJS处理组和LP-UJS-EVs处理组。通过体重变化、疾病活动指数（DAI）和结肠长度评估UC的严重程度。通过组织学分析（HE和AB染色）和免疫组化（IHC）检测肠道屏障的修复情况。
免疫调节分析
通过流式细胞术分析肠系膜淋巴结（MLNs）中的T细胞和巨噬细胞比例，评估LP-UJS-EVs对免疫细胞的调节作用。
肠道菌群分析
通过16S rRNA基因测序分析小鼠粪便中的菌群组成，研究LP-UJS-EVs对肠道菌群的影响。
代谢组学分析
通过超高效液相色谱-质谱联用（UHPLC-MS）技术分析小鼠粪便中的代谢物，探索LP-UJS-EVs对代谢途径的调节作用。
主要结果
1. LP-UJS-EVs的表征
LP-UJS-EVs呈球形，平均直径为147.5 nm，表面带负电荷。
体外实验结果
LP-UJS-EVs显著促进了肠道上皮细胞的生长，并在0.3 mg/mL浓度下最有效地诱导了巨噬细胞的M2极化。
动物实验结果
LP-UJS-EVs显著缓解了DSS诱导的UC小鼠的体重减轻和结肠缩短，修复了肠道屏障功能，并减少了炎症细胞的浸润。
免疫调节结果
LP-UJS-EVs显著增加了M2巨噬细胞的比例，并减少了M1巨噬细胞的比例，表明其通过诱导巨噬细胞M2极化发挥抗炎作用。
肠道菌群结果
LP-UJS-EVs降低了潜在致病菌（如Coprococcus和Staphylococcus）的丰度，增加了有益菌（如Prevotella）的丰度，恢复了肠道菌群的平衡。
代谢组学结果
LP-UJS-EVs显著影响了赖氨酸降解途径，增加了关键代谢物（如oxoadipic acid）的水平，这可能与其抗炎作用相关。
结论
本研究首次揭示了LP-UJS-EVs在缓解UC中的多重作用机制，包括诱导巨噬细胞M2极化、调节肠道菌群平衡以及影响赖氨酸代谢途径。这些发现为益生菌外泌体在炎症性肠病治疗中的应用提供了新的科学依据，并为开发基于外泌体的新型治疗方法奠定了基础。
研究亮点
1. 首次从发酵泡菜中分离出LP-UJS菌株，并提取其外泌体进行研究。
2. 揭示了LP-UJS-EVs通过诱导巨噬细胞M2极化和调节肠道菌群缓解UC的机制。
3. 通过代谢组学分析发现，赖氨酸降解途径在LP-UJS-EVs的抗炎作用中起关键作用。
4. 研究为益生菌外泌体的临床应用提供了新的视角和实验依据。
其他价值
本研究不仅为UC的治疗提供了新的思路，还为益生菌外泌体在其他炎症性疾病中的应用研究提供了参考。此外，研究中使用的外泌体提取和表征方法也为相关领域的研究提供了技术借鉴。
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