【写在前面】:本期推荐的是由杭州医学院附属人民医院-浙江省人民医院临床研究所康复医学科、北京化工大学生物过程北京重点实验室、复旦大学上海癌症中心重症医学科等研究团队合作近期发表于Advanced Science(IF14.1)的一篇文章,揭示金银花纳米囊泡调节肠道微生物群治疗炎症性肠病。
【期刊简介】
【题目及作者信息】
Honeysuckle-Derived Nanovesicles Regulate Gut Microbiota for the Treatment of Inflammatory Bowel Disease
炎症性肠病(IBD),包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病,严重损害患者的生活质量,其特征是肠道屏障受损、致病细菌定植和慢性炎症。肠道微生物群因其在调节免疫反应、代谢途径和屏障功能方面的作用而成为IBD的治疗靶点。在这项研究中,研究了金银花衍生的纳米囊泡(HNVs)在右旋糖酐硫酸钠诱导的UC小鼠模型中的治疗潜力。口服HNVs可以缓解结肠炎症状,减少结肠炎和组织病理学损伤,恢复Treg/Th17平衡,修复肠道屏障完整性。这些影响与肠道微生物群的有利变化有关,包括有益细菌的增加和致病物种的减少,以及短链脂肪酸(SCFA)水平的升高,这对维持粘膜免疫和屏障功能至关重要。此外,代谢组学分析表明,HNVs促进胆汁酸(BA)吸收并调节BA代谢,有助于维持肠道免疫稳态。总的来说,这些发现表明HNV通过调节SCFA水平和BA代谢具有保护作用,支持其作为治疗IBD的有前景的治疗策略的潜力。
图文摘要
【前言】
炎症性肠病(IBD)包括克罗恩病和溃疡性结肠炎(UC),是一种慢性非特异性炎症性胃肠疾病。该疾病的研究日益受到重视。截至2017年,全球慢性阻塞性肺疾病(IBD)患者已激增至680万,严重影响患者生活质量并增加结直肠癌风险。随着高危人群数量激增,中国、印度等新兴工业化国家的IBD患者绝对数量,到2025年可能与西方国家持平。IBD的发病机制通常归因于遗传易感性与环境因素之间的复杂相互作用,这些因素共同影响肠道菌群的组成与功能。这种失衡会破坏肠道屏障完整性,进而引发免疫失调,包括Th1/Th17细胞过度活化及Foxp3+调节性T细胞(Treg)功能受损。
肠道微生物群产生的代谢物作为关键分子介质,促进微生物组与宿主之间的相互作用。值得注意的是,色氨酸、短链脂肪酸(SCFAs)和胆汁酸(BAs)衍生的代谢物已被证实是肠道免疫反应的关键调节因子。肠道微生物群的改变会导致代谢物谱的变化,这对IBD的发病机制具有重要作用。研究表明,IBD患者与健康人群在肠道代谢物方面存在显著差异,尤其在胆汁酸、鞘脂(SPHs)和胆固醇方面差异明显。IBD的复杂病理特征表现为:肠道上皮细胞(IECs)过度凋亡、肠道菌群失调、肠道屏障损伤、炎症反应增强以及免疫功能障碍。
最近发现的植物源外泌体样纳米囊泡(PNVs)是一种具有双层膜结构的纳米级囊泡,它们在细胞间通讯、信号转导及维持机体稳态中发挥着关键作用。PNVs富含核酸、蛋白质和脂质等生物活性分子,具有免疫调节、抗肿瘤、再生和抗炎等多重功效。来自葡萄、葡萄柚、西兰花、生姜、甜橙、桑树皮和茶叶等多种来源的PNVs,在预防和治疗IBD方面展现出潜力。本研究发现,金银花来源的外泌体样纳米囊泡(HNVs)能有效缓解葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型中的体重下降。金银花是一种兼具药用和食用价值的植物,以其清热解毒、抗炎特性著称,也是中国经典药方“桃花饮”的主要成分——这种草药配方在治疗IBD和溃疡性结肠炎方面广为人知。现代药理学研究证实其具有抗菌、抗病毒、抗炎、解热及增强免疫力等功效。然而,HNVs缓解IBD症状的具体作用机制仍不明确。
【结果部分】
1.金银花外泌体样囊泡(HNVs)的鉴定与表征。
2.HNVs治疗对DSS诱导的C57BL/6小鼠实验性IBD症状的影响。
3.HNVs治疗对DSS诱导的C57BL/6小鼠实验性IBD炎症反应的影响。
4.HNVs治疗对DSS诱导的C57BL/6小鼠实验性IBD结肠组织黏膜屏障的影响。
5.HNVs治疗对DSS诱导的C57BL/6小鼠实验性IBD肠道微生物群结构的影响。
6.HNVs处理对C57BL/6小鼠经DSS诱导的实验性IBD结肠内容物中短链脂肪酸(SCFA)和胆汁酸(BA)浓度的影响。
7.HNVs治疗对DSS诱导的C57BL/6小鼠实验性IBD结肠组织转录组的影响。
8.HNVs治疗对DSS诱导的C57BL/6小鼠实验性IBD Th17/Treg细胞平衡的影响。
9.HNVs治疗对DSS诱导的C57BL/6小鼠肠道微生物群耗竭的实验性IBD症状的影响。
【结论与讨论】
本研究证实了人源微生物(HNVs)作为治疗溃疡性结肠炎(IBD)的口服疗法具有巨大潜力。HNVs通过多重关键机制在小鼠实验中展现出卓越的保护作用:a)调节肠道菌群平衡;b)改变肠道微生物代谢产物;c)改善调节性T细胞与Th17细胞的失衡反应;d)保护肠道屏障。这些作用通过微生物-宿主相互作用,同时降低结肠和全身循环系统的炎症反应。凭借天然来源、显著疗效和优异生物相容性,HNVs已成为治疗IBD临床应用的极具前景的候选方案。
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