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文章简介

溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)是一种世界性的慢性、非特异性肠道炎症性疾病,近年来UC的发病率显著增加,主要表现为腹泻、腹痛、便血等。它的另一个特点是发病机制未知、难以治愈、复发、并发症和致癌。研究表明,UC的患病率因地区而异,与当地的遗传变量、免疫状况和饮食模式密切相关。目前UC的治疗主要采用广谱抗生素,如肾上腺皮质激素、5-氨基水杨酸(ASA)等。虽然这些药物可以暂时缓解UC的症状,但它们的效果并不令人满意(例如,难溶性,稳定性差,代谢迅速,有效性低),患者通常需要长期服用这些药物。长期使用这些药物会产生严重的不良反应,并增加患者感染的风险。当药物治疗效果不理想时,开发一种副作用低的有效食品营养干预策略来预防、干预UC的发展是很有必要的。

之前的研究发现,凉粉草多糖(Mesona chinensis polysaccharides,MCP)具有抗氧化、免疫调节、保肝和调节肠道菌群等作用。近期研究表明MCP可通过抑制促炎细胞因子的过度表达,减轻肠道炎症,保护肠道屏障功能,同时降低氧化应激水平,缓解UC症状,为其在炎症性肠病中的应用提供了理论依据。本研究以凉粉草多糖(Mesona chinensis polysaccharides,MCP)为原料,制备了姜黄素(curcumin,Cur)纳米颗粒,用于协同和靶向营养干预UC。结果表明,MCP-玉米醇溶蛋白纳米粒(ZmNPs)具有良好的包封性,可将Cur靶向递送至结肠,并延长其滞留时间。体内安全性评价表明,ZmNPs具有良好的安全性和生物相容性。正如预期的那样,Cur-ZmNPs通过抑制TLR4/MAPK通路,调节UC小鼠的氧化应激水平和免疫稳态,从而减少结肠炎症,有效缓解了DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导UC的症状。口服Cur-ZmNPs可减少肠上皮细胞凋亡,减轻结肠黏膜损伤,修复肠屏障功能。Cur-ZmNPs对改善肠道菌群紊乱和促进短链脂肪酸的产生也有积极作用。本研究提供了一种新的策略,通过以MCP为原料制备的NPs用于负载食品生物活性协同缓解UC。

图1  评估Cur-ZmNPs对溃疡性结肠炎小鼠症状的影响
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图1 评估Cur-ZmNPs对溃疡性结肠炎小鼠症状的影响
图2  Cur-ZmNPs的体内抗炎和抗氧化作用
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图2 Cur-ZmNPs的体内抗炎和抗氧化作用
图3  Cur-ZmNPs对淋巴细胞亚群的影响
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图3 Cur-ZmNPs对淋巴细胞亚群的影响
图4  Cur-ZmNPs对肠道屏障的影响
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图4 Cur-ZmNPs对肠道屏障的影响
图5  铜锌纳米颗粒对TLR4/MAPK通路的影响
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图5 铜锌纳米颗粒对TLR4/MAPK通路的影响
图6  Cur-ZmNPs对溃疡性结肠炎小鼠肠道微生物群的影响
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图6 Cur-ZmNPs对溃疡性结肠炎小鼠肠道微生物群的影响
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图7 (A)针对溃疡性结肠炎小鼠肠道微生物群相对丰度的LEfSe(LDA效应大小)分析;(B)Cur-ZmNPs对溃疡性结肠炎小鼠体内短链脂肪酸的影响

第一作者

杨俊,博士,副研究员,硕士生导师,英国利兹大学联合培养,海南自由贸易港E类人才。长期从事食源性大分子(多糖和蛋白质)的功能性食品材料(水凝胶、纳米颗粒)的构建及其在小分子物质的包埋和靶向递送方面的研究。参与国家重点研发计划、国家自然科学基金。受邀担任International Journal of Molecular Sciences客座编辑;食品研究与开发、Food & Medicine Homology青年编委。目前以第一作者在Trends in Food Science & Technology、Carbohydrate Polymers、Food Chemistry等期刊发表SCI论文10余篇。申请国家发明专利3项,其中授权1项,参与编写教材1部。

通信作者

谢建华,博士,二级教授,博士生导师,美国普渡大学博士后,现任南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室副主任、南昌大学国际食品创新研究院副院长。入选国家高层次人才特殊支持计划科技创新领军人才、国家万人计划“青年拔尖人才”、科技部中青年科技创新领军人才、享受国务院政府特殊津贴专家,兼任中国农学会农产品贮藏加工分会常务理事等;Journal of Functional Foods、Food Science and Human Wellness等5本国际SCI期刊副主编/编委。近5年,主持国家自然科学基金及省部级项目10余项;在国内外期刊上发表SCI论文150篇(75%为本领域一区刊物),迄今发表的SCI论文被引用15000余次,H指数65,授权国家发明专利20余件。2020-2023连续3年入选科睿唯安“全球高被引科学家”榜单,2019-2023年连续5年入选全球顶尖前10万科学家及全球TOP前2%最有影响力科学家等。

Nutritional intervention based on curcumin-loaded polysaccharides nanoparticle for synergetic improvement of ulcerative colitis

Jun Yang, Jieqiong Lin, Yi Luo, Xianxiang Chen, Mingyue Shen, Yuanxing Wang*, Jianhua Xie*

State Key Laboratory of Food Science and Resources, Nanchang University, Nanchang 330047, China

*Corresponding author.

Abstract

The prevalence of ulcerative colitis (UC) is increasing annually, while current non-targeted drugs for UC have limited effectiveness, easily relapsed, and serious side effects. Herein, curcumin (Cur)-loaded nanoparticle with conlon-targeted property based on Mesona chinensis polysaccharides (MCP) was developed for the synergistic and targeted improvement of UC. Results show that MCP-zein nanoparticles (ZmNPs) have good encapsulation of Cur, targeted delivery of Cur to the colon, and prolonged its retention time. In vivo safety assessments have shown that ZmNPs have good safety and biocompatibility. As expected, Cur-ZmNPs effectively alleviated the symptoms of Dextran sulfate sodium (DSS)-induced UC by decreasing colonic inflammation by inhibiting the TLR4/MAPK pathway, regulating the levels of oxidative stress and immune homeostasis of UC mice. Oral administration of Cur-ZmNPs can reduce apoptosis of intestinal epithelial cells, alleviate colonic mucosal damage and repair intestinal barrier function. Cur-ZmNPs also had a positive effect on improving gut microbiota disorders and promoting the production of SCFAs. This study provides a novel strategy for synergistic alleviation of UC by MCP-based NPs loaded with food bioactives.

Reference:

YANG J, LIN J Q, LUO Y, et al. Nutritional intervention based on curcumin-loaded polysaccharides nanoparticle for synergetic improvement of ulcerative colitis[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(9): 9250207. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250207.

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本文编译内容由作者提供

编辑:梁安琪;责任编辑:孙勇

封面图片:摄图网

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