新鲜与干燥穿心莲来源囊泡样纳米颗粒生化成分差异的多组学解析及其生物学意义

本研究针对穿心莲来源囊泡样纳米颗粒（ApDVLNs）的生化成分差异展开深入探索。研究人员通过多组学联合分析（miRNA组学、蛋白质组学、非靶向代谢组学），首次系统鉴定了新鲜与干燥穿心莲来源ApDVLNs中miRNAs、蛋白质和代谢物的分布特征，发现干燥过程显著增强了生物活性物质的富集。该研究不仅揭示了ApDVLNs在植物环境适应和跨物种调控中的物质基础，更为中药现代化研究提供了新型纳米载体开发思路。

　　

在传统中药与现代纳米技术的交叉领域，植物源性囊泡样纳米颗粒（PDVLNs）正成为研究热点。这类直径40-150 nm的脂质双层结构不仅承载着母源植物的生物活性物质，更展现出低免疫原性、高组织靶向性等独特优势。然而，作为"天然抗生素"的穿心莲（Andrographis paniculata）虽在抗感染领域应用广泛，其水煎剂却存在胃肠刺激强、有效成分溶解度低等瓶颈。更关键的是，关于穿心莲来源PDVLNs（ApDVLNs）的研究尚属空白——这些纳米囊泡是否保留母药活性？新鲜与干燥药材来源的囊泡是否存在成分差异？这些问题直接关系到中药现代化进程中纳米载体的开发策略。

来自中国的研究团队在《Current Plant Biology》发表的研究，通过组织破碎法结合PEG8000沉淀技术，从120 g新鲜和干燥穿心莲材料中成功分离ApDVLNs。采用透射电镜（TEM）、纳米颗粒追踪分析（NTA）和表面电位分析进行物理表征，结合miRNA测序、蛋白质组学和代谢组学技术，首次绘制了ApDVLNs的多组学图谱。研究特别关注干燥工艺对囊泡成分的影响，通过比较组学揭示了生物活性物质的动态变化规律。

【2.1 穿心莲材料中存在囊泡样结构】
通过差速离心结合聚合物沉淀法，团队从穿心莲中提取出直径50-200 nm的球形囊泡。NTA显示新鲜ApDVLNs平均粒径80±14.32 nm，浓度达7.82×10⁹颗粒/ml；干燥样品粒径更小（71.9±15.76 nm）但浓度降低。Triton X-100处理后纯度超过75%，表面电位约-9 mV。电泳和薄层色谱证实囊泡富含核酸、蛋白质和脂质，Western blot检测到TSG101、CD63等同源膜蛋白。

【2.2 ApDVLNs中的多重microRNA cargo】
miRNA测序发现干燥样品含有更多miRNA（259 vs 197）。其中miR396-x和miR166-y在两组均高表达，靶基因预测显示其可能调控植物光合作用、激素信号（新鲜组）以及次生代谢物积累（干燥组）。引人注目的是，这两种miRNA的人类靶基因涉及感染、癌症、心血管疾病等，通过AMPK、MAPK等通路发挥作用，与穿心莲传统药效高度吻合。

【2.3 ApDVLNs的多样化蛋白质cargo】
蛋白质组学鉴定出3270（新鲜）和4006（干燥）种蛋白质，干燥组显著富集水解酶活性蛋白。共检出15种水通道蛋白（TIPs/PIPs/NIPs）和5种四跨膜蛋白（TET2/4/8），这些膜结构蛋白可能成为PDVLNs特征标记。KEGG分析显示两组蛋白均参与囊泡运输、内吞作用等通路，但干燥组更多参与碳水化合物代谢。

【2.4 干燥ApDVLNs富含代谢物】
代谢组学在干燥样品中鉴定出23,760种代谢物，其中53.06%属于脂质类。脂质组成以脂肪酸（28.21%）、甾醇（24.36%）和甘油磷脂（15.38%）为主，PC和PE占比高达85%。更发现4种穿心莲内酯类药效成分，以及8种与胰岛素抵抗等疾病相关的活性分子。

这项研究首次证实干燥工艺能显著提升ApDVLNs中生物活性物质的丰度：miRNA增加31.5%，蛋白质增加22.5%，并富集了大量药用脂质。特别值得注意的是，干燥过程促使囊泡成分从"生长相关"（如光合作用蛋白）向"防御相关"（如次生代谢酶）转变，这种适应性变化为解释中药"杀青炮制"的科学内涵提供了纳米尺度证据。鉴定到的TET8、TIP1-1等膜蛋白为PDVLNs标准化研究提供了候选标记物，而miR166-y的跨物种调控潜力则展现了"中药miRNA"治疗人类疾病的可能性。

研究也存在若干待解之谜：ApDVLNs的生物发生是否遵循多泡体（MVB）途径？干燥诱导的成分变化是主动包装还是被动浓缩？这些问题将引导后续研究聚焦囊泡形成机制。从应用角度看，该工作为中药纳米制剂开发提供了新思路——通过调控干燥工艺定向富集活性囊泡，或可解决传统制剂溶解度低、靶向性差等痛点。正如研究者强调的，穿心莲囊泡中天然存在的穿心莲内酯与miRNA协同作用，可能构成"自组装纳米药物"的理想载体，这为中药现代化开辟了令人振奋的新路径。