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猪乳源小细胞外囊泡circ-0000197通过吸附miR-429调控肠道屏障功能的新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月26日 来源:Journal of Animal Science and Biotechnology 6.3
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本研究针对肠道屏障功能调控的关键科学问题,揭示了猪乳源小细胞外囊泡(PM-sEV)携带的环状RNA circ-0000197通过竞争性结合miR-429,解除其对紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的抑制作用,从而增强肠道屏障功能的分子机制。研究综合运用超声RNA去除、双荧光素酶报告基因等技术,在IPEC-J2细胞和小鼠模型中验证了该ceRNA(竞争性内源RNA)调控轴,为开发功能性乳制品提供了新靶点。
肠道作为机体消化吸收和免疫防御的重要器官,其屏障功能的完整性直接影响动物健康。紧密连接蛋白ZO-1和Occludin是构成肠道物理屏障的核心组分,而微小RNA miR-429已被报道可通过靶向抑制这些蛋白的表达破坏屏障功能。近年来,乳源小细胞外囊泡(small extracellular vesicles, sEV)因其携带生物活性分子(如非编码RNA)调控肠道健康的潜力备受关注,但其中环状RNA(circular RNA, circRNA)的生物学功能仍属未知。
针对这一科学空白,华南农业大学的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表重要成果。研究人员首先从产后3-5天的健康兰德瑞斯母猪乳汁中分离sEV(PM-sEV),通过透射电镜、纳米颗粒追踪分析和标志蛋白检测验证其典型特征:

关键实验技术包括:1) 超速离心结合超声处理构建RNA缺失型sEV对照;2) IPEC-J2细胞模型评估跨上皮电阻(TEER)和屏障蛋白表达;3) 双荧光素酶报告系统验证circ-0000197与miR-429的靶向关系;4) 21天小鼠灌胃实验观察体内效应。
PM-sEV促进肠道屏障功能
200 μg/mL PM-sEV处理显著提升IPEC-J2细胞活力,并上调ZO-1、Occludin和Claudin-1的mRNA及蛋白水平:

circ-0000197作为miR-429分子海绵
生物信息学预测结合实验验证发现,circ-0000197通过5'-UAAUACUGUCUGGUAAUGCCGU-3'序列特异性结合miR-429:

功能获得与缺失实验验证调控轴
过表达circ-0000197使miR-429水平下降58%,ZO-1蛋白增加2.1倍;而抑制circ-0000197则导致miR-429上升1.8倍,Occludin蛋白降低45%。
动物实验证实生理效应
3 mg PM-sEV灌胃显著增加小鼠体重(第21天+14%)和结肠长度(+18%),且circ-0000197水平与屏障蛋白表达呈正相关:

该研究首次阐明PM-sEV来源的circ-0000197通过circ-0000197/miR-429/ZO-1&Occludin轴调控肠道屏障功能的分子机制。值得注意的是,circ-0000197还可能通过非miR-429依赖途径影响Claudin-1表达,提示sEV携带的活性成分存在多靶点调控网络。这一发现不仅拓展了对乳源生物活性成分认知,也为开发改善肠道屏障功能障碍的干预策略(如功能性配方奶粉)提供了理论依据。研究采用的超声RNA去除策略为sEV功能研究提供了方法学参考,而circRNA作为天然miRNA海绵的特性,使其在RNA疗法开发中具有独特优势。
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