从Cistanche deserticola中提取的类似外泌体的纳米囊泡能够靶向微生物群-GABA信号通路，从而缓解洛哌丁胺引起的便秘症状

《Frontiers in Pharmacology》：Cistanche deserticola-derived exosome-like nanovesicles target the Microbiota-GABA signaling axis to ameliorate loperamide-induced constipation

传统中药Cistanche deserticola来源的纳米颗粒通过调节肠道菌群（如增加产γ-氨基丁酸菌）和激活GABA_A受体（α2/β2/3亚基）改善便秘，多组学验证其依赖该信号通路，为便秘治疗提供新策略。

　　便秘是一种常见的胃肠道疾病，其治疗选择有限，常导致依赖性泻药的使用。近年来，研究发现肠道微生物群及其代谢调控可能成为治疗便秘的新靶点。本研究通过提取和表征传统中药肉苁蓉（*Cistanche deserticola*）衍生的类似外泌体纳米颗粒（CELNs），并评估其在洛哌丁胺（LOP）诱导的便秘小鼠模型中的疗效，揭示了其通过微生物-代谢物-宿主轴改善肠道功能的新机制。

### 便秘的临床背景与影响

便秘是一种影响全球范围的常见胃肠道功能障碍，其特征包括肠道运动紊乱、肠神经功能异常和结肠传输延迟，从而导致排便困难。根据流行病学数据，成人便秘的患病率在12%至19%之间，而在老年人群中可高达30%至40%。此外，女性的发病率约为男性的两倍。慢性便秘因其反复发作的特性，给临床治疗带来了巨大挑战。尽管传统泻药可以短期内缓解症状，但长期使用常导致肠神经损伤、药物依赖以及30%至50%的患者症状复发，这凸显了现有治疗策略的局限性。

更进一步的研究表明，便秘与全身健康负担密切相关，其与全因死亡率、慢性肾病患者死亡率以及心力衰竭患者的死亡率之间存在显著的正相关。这一发现使得便秘不再仅仅被视为一种局部胃肠道疾病，而是可能成为系统性健康问题的早期标志之一。因此，深入探索其潜在的病理生理机制具有重要的临床意义。

### 肠道微生物群与便秘的关系

越来越多的证据表明，肠道微生物群失衡（即“菌群失调”）是便秘发生的重要因素之一。具体表现为有益菌群的减少和潜在致病菌的过度增殖。肠道微生物及其代谢产物在调节肠道运动、增强黏膜屏障功能和调控神经信号传导方面发挥着重要作用。例如，γ-氨基丁酸（GABA）作为一种重要的神经递质，已被证明可以通过抑制肠神经系统的过度兴奋，恢复肠道蠕动节律，从而缓解便秘。已有研究表明，补充能够产生GABA的益生菌或通过代谢通路调节GABA水平可以有效改善肠道运动功能。

### 植物来源的外泌体样纳米颗粒的潜力

近年来，植物来源的外泌体样纳米颗粒因其能够靶向调节微生物稳态的潜力而受到关注。这类纳米颗粒作为天然的纳米载体和细胞间信息传递者，能够在胃肠道中保持完整，通过脂质双分子层的保护，将生物活性成分递送至肠道微生物群，从而调节其组成或功能。例如，西兰花提取的外泌体能够缓解LOP诱导的便秘，通过恢复肠道菌群结构和调节微生物代谢物谱，尤其是短链脂肪酸（SCFAs）的水平。大蒜衍生的外泌体样纳米颗粒则通过增加* Lactobacillus *和* Lactobacillus reuteri reuteri *的丰度，同时提升抗炎代谢物如吲哚-3-丙酸的水平，从而减轻黏膜炎症并维持肠道稳态。

这些研究结果提示，植物来源的外泌体样纳米颗粒在改善便秘相关菌群失调方面具有广阔的应用前景。* Cistanche deserticola *作为一种传统中药，含有多种活性成分，包括苯乙醇苷类（如羟基肉苁蓉苷和肉苁蓉苷）和多糖。已有研究表明，该植物具有抗炎、抗氧化、免疫调节和促动力等作用。值得注意的是，* C. deserticola *多糖已被证明可以调节肠道菌群结构，优化肠道环境，并改善结肠运动障碍。然而，其衍生的外泌体样纳米颗粒对便秘的具体作用机制尚未被充分研究。

### 研究设计与方法

本研究旨在系统评估* C. deserticola *外泌体样纳米颗粒（CELNs）在LOP诱导的便秘小鼠模型中的疗效，并揭示其作用机制。研究采用多组学分析方法，包括宿主结肠转录组学、16S微生物组分析和粪便代谢组学，以探索CELNs如何通过调节微生物群和功能通路来恢复肠道健康。

首先，通过超速离心法从* C. deserticola *中分离并纯化CELNs。使用透射电镜（TEM）观察其形态和结构，发现其为圆形至椭圆形的纳米囊泡，平均直径为152.6纳米，颗粒浓度为4.6 × 101?个/毫升。这些参数符合外泌体样纳米颗粒的标准。此外，使用Zeta电位分析仪测定其表面电荷，结果为?21.67毫伏。为了验证CELNs是否能被细胞有效摄取，研究采用荧光标记技术（PKH26）对HT-29细胞进行观察，结果显示CELNs能够被细胞有效吸收，表明其具有良好的生物利用度。

### 体内实验与疗效评估

在动物实验中，将雄性C57BL/6J小鼠随机分为六个实验组（每组10只）：对照组、LOP组、低剂量CELNs组、中剂量CELNs组、高剂量CELNs组和乳果糖（LAC）组。所有实验组（除对照组）均接受LOP（10毫克/千克）的灌胃处理，持续两周。对照组则接受等体积的0.9%生理盐水。从第7天开始，CELNs组接受不同剂量的CELNs灌胃，而LAC组则接受乳果糖（2.5克/千克）灌胃。实验结束后，对小鼠进行屠宰，收集血清、结肠组织和盲肠内容物，用于后续分析。

研究结果显示，CELNs治疗显著改善了LOP诱导的便秘表型，包括粪便输出量、粪便含水量和肠道转运率的增加，以及结肠组织结构的恢复和杯状细胞功能的改善。此外，相较于LAC，CELNs在改善这些指标方面表现出更显著的效果。同时，研究发现，高剂量CELNs显著提升了与肠道运动相关的激素和神经递质（如MTL、SP和5-HT）的血清水平，这进一步支持了CELNs在改善肠道运动方面的潜在作用。

### 机制研究与GABA信号通路的验证

为了进一步探讨CELNs的作用机制，研究通过多组学分析，包括转录组学、代谢组学和微生物组学，揭示其如何通过调节肠道微生物群和代谢物来改善便秘。研究发现，CELNs能够显著提升结肠内容物中GABA的水平，并且这种提升与GABA受体亚基α2和β2/3的激活密切相关。通过使用GABA受体拮抗剂（如bicuculline）进行干预，发现其完全阻断了CELNs的治疗效果，这表明其作用依赖于GABA受体的激活。

进一步的Western blot分析显示，LOP处理的小鼠结肠组织中GAD65/67、GABA受体α2和β2/3的蛋白表达水平显著降低，而CELNs治疗则显著提高了这些蛋白的表达。然而，当bicuculline被施用于CELNs治疗的小鼠时，这些蛋白表达水平又恢复到LOP处理组的水平，进一步验证了GABA受体在CELNs作用机制中的关键地位。

### 微生物群的调节作用

研究还发现，CELNs能够显著改善LOP诱导的肠道菌群失调，提升有益菌群的丰度，如* Lactobacillus *、* Bacteroides *、* Streptococcus *、* Parabacteroides *和* Eubacterium *，同时降低与便秘相关的有害菌群（如* Clostridium_sensu_stricto_1 *和* Parasutterella *）的丰度。这些结果表明，CELNs通过调节肠道菌群的结构和功能，间接改善肠道运动功能。

此外，研究采用Spearman相关性分析和交互网络分析，探讨了肠道菌群、氨基酸代谢物与便秘相关生物标志物之间的关系。结果显示，有益菌群与GABA及其受体系统呈显著正相关，而有害菌群则与这些指标呈负相关。这表明，CELNs可能通过促进GABA产生菌群的增殖，进而提升GABA的生物利用度，最终通过激活GABA受体信号通路，增强肠道平滑肌收缩，改善肠道蠕动功能。

### 临床意义与未来研究方向

本研究不仅揭示了CELNs在缓解便秘方面的显著疗效，还阐明了其作用机制。具体而言，CELNs通过调节肠道菌群、提升GABA水平以及激活GABA受体信号通路，有效改善肠道运动功能。这一发现为便秘的治疗提供了新的思路，即通过调节微生物群和其代谢产物，改善肠道功能。同时，研究也指出，GABA受体在CELNs的作用中具有核心地位，进一步强调了该通路在肠道动力调节中的重要性。

尽管本研究在年轻成年雄性小鼠中取得了积极的成果，但考虑到便秘在老年人群和女性中更为常见，未来的研究应考虑使用老年模型和纳入性别作为生物变量，以全面评估CELNs的治疗潜力。此外，研究还应进一步探讨CELNs在不同人群中的作用差异，以及其在人体中的安全性与有效性，为临床应用提供更坚实的理论基础和实践依据。

综上所述，本研究通过系统分析，揭示了* C. deserticola *外泌体样纳米颗粒在缓解便秘中的作用机制，为开发针对肠道微生物-代谢物-宿主轴的新型治疗策略提供了重要的科学依据。研究不仅拓展了传统中药在现代医学中的应用潜力，也为肠道功能障碍的治疗提供了新的方向。