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牛初乳来源细胞外囊泡通过肠-皮肤轴调控肠道菌群并缓解特应性皮炎
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月16日 来源:Drug Delivery and Translational Research 5.7
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为解决特应性皮炎(AD)这一慢性炎症性皮肤疾病中肠道菌群失调与免疫紊乱的关联问题,研究人员开展了牛初乳来源细胞外囊泡(BCEVs)通过调控肠道菌群及代谢物缓解AD症状的研究。结果表明,口服BCEVs显著减轻了2,4-二硝基氯苯(DNCB)诱导的小鼠AD样皮肤病变,降低血清IgE和促炎因子(IL-4、TNF-α)水平,同时恢复肠道有益菌(如乳酸菌)丰度并提升乳酸代谢。该研究为靶向肠-皮肤轴的AD治疗提供了新策略,发表于《Drug Delivery and Translational Research》。
特应性皮炎(Atopic Dermatitis, AD)是一种以皮肤屏障破坏、免疫失调和顽固性瘙痒为特征的慢性炎症性疾病,全球约20%儿童和3%成人受其困扰。尽管现有疗法(如糖皮质激素和免疫抑制剂)可缓解症状,但长期使用可能引发副作用,且无法根治。近年来,“肠-皮肤轴”理论揭示了肠道菌群失调与AD发病的密切关联:肠道微生物代谢产物通过血液循环影响皮肤免疫,而益生菌干预可改善AD症状。然而,如何精准调控肠道菌群并维持其代谢稳态仍是难题。
在这一背景下,首尔大学农业生物技术研究所的Daye Mun、Sangdon Ryu等团队将目光投向牛初乳来源的细胞外囊泡(Bovine Colostrum-derived Extracellular Vesicles, BCEVs)。这些直径约30-200纳米的天然纳米颗粒富含蛋白质、脂质和microRNA,具有稳定性高、低免疫原性和靶向递送优势,此前已被证明可调节肠道炎症。研究人员假设,BCEVs可能通过重塑肠道菌群-代谢网络缓解AD,从而为AD治疗提供“以肠治皮”的新思路。
研究团队采用DNCB诱导的BALB/c小鼠AD模型,通过口服BCEVs(1×1011颗粒/只)评估其对皮肤病变、免疫反应及肠道微生态的影响。关键技术包括:(1)超速离心法分离BCEVs;(2)16S rRNA测序分析肠道菌群;(3)气相色谱-质谱(GC-MS)检测肠道代谢物;(4)ELISA和qPCR量化血清IgE、细胞因子(IL-4、TNF-α)及皮肤屏障基因表达。
BCEVs显著缓解AD样皮肤病变
DNCB处理导致小鼠皮肤增厚、红斑和抓挠行为,而BCEVs口服组表皮厚度减少42%(H&E染色),肥大细胞浸润下降57%(甲苯胺蓝染色)。值得注意的是,BCEVs局部涂抹虽有效,但起效慢于口服,提示肠道可能是其核心作用靶点。
调控Th2免疫失衡
BCEVs使血清IgE和组胺水平分别降低68%和45%,并抑制皮肤中Th2相关因子(IL-4、IL-13)及高亲和力IgE受体(FcεRIγ)的mRNA表达,同时升高抑炎因子IL-10。这一结果与益生菌治疗AD的免疫调节机制一致。
重塑肠道菌群结构
16S测序显示,DNCB组肠道菌群中厚壁菌门/拟杆菌门比值升高,而BCEVs使乳酸菌(Lactobacillus)和双歧杆菌(Bifidobacterium)丰度恢复至正常水平2.3倍,且显著减少机会致病菌(如棒状杆菌和梭菌)。菌群功能预测表明,BCEVs促进短链脂肪酸合成通路。
激活肠道保护性代谢
GC-MS分析发现,BCEVs提升肠道乳酸(3.1倍)、麦芽糖(2.7倍)和D-半乳糖(1.8倍)水平,同时降低2-羟基戊二酸等促炎代谢物。这些代谢物可能通过增强肠道屏障或直接调控免疫细胞功能发挥作用。
讨论与意义
该研究首次证实BCEVs通过“肠道菌群-代谢物-免疫轴”缓解AD的机制:(1)乳酸菌增殖促进乳酸分泌,抑制Th2极化;(2)菌群衍生的糖类代谢物(如半乳糖)可能通过AhR(芳香烃受体)通路减轻炎症;(3)BCEVs携带的miRNA或蛋白质直接调节宿主基因表达。相较于传统益生菌,BCEVs具有耐胃酸、靶向递送和成分明确的优势,但其具体活性成分(如miR-148a)仍需进一步解析。
临床转化层面,BCEVs为AD患者提供了兼具安全性与疗效的微生态干预方案,尤其适合儿童长期使用。未来研究可探索BCEVs与现有疗法(如dupilumab)的协同效应,或开发基于菌群代谢标志物(如乳酸/苯丙氨酸比值)的疗效预测模型。该成果不仅拓展了肠-皮肤轴的理论内涵,也为其他免疫性疾病(如哮喘、食物过敏)的干预开辟了新路径。
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