间充质干细胞来源凋亡囊泡通过5-HT脑肠轴调控小鼠肠易激综合征的机制研究

本研究针对肠易激综合征(IBS)这一功能性胃肠疾病，探索了间充质干细胞来源凋亡囊泡(apoVs)通过调节5-羟色胺(5-HT)脑肠轴信号通路的治疗潜力。研究人员通过慢性应激小鼠模型证实，apoVs能显著降低脑肠组织中5-HT水平，改善肠道屏障功能与内脏高敏感性，为脑肠互动障碍疾病提供了新型治疗策略。

　　

肠易激综合征(IBS)作为最常见的功能性胃肠疾病，全球发病率高达5-10%，其特征性症状包括腹痛、腹泻或便秘，严重影响患者生活质量。这种疾病的特殊之处在于，虽然表现为肠道功能紊乱，但其发病机制却与大脑功能异常密切相关，形成独特的"脑-肠对话"失调现象。目前临床治疗主要依赖症状控制，缺乏针对脑肠互动异常这一核心病理环节的有效干预手段。

解放军南部战区总医院与中山大学的研究团队将目光投向了一种新型细胞间信使——间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)来源的凋亡囊泡(Apoptotic Vesicles, apoVs)。这些直径约110纳米的微小囊泡在细胞凋亡过程中产生，携带着母细胞的生物活性物质，具有穿越血脑屏障的独特能力。研究人员假设，这些天然的信息载体可能成为调节脑肠轴功能失衡的理想治疗工具。

为验证这一设想，研究团队采用了多种关键技术：首先通过慢性应激方法建立IBS小鼠模型；利用差速离心从脂肪来源间充质干细胞(ADSCs)中提取apoVs；采用纳米颗粒追踪分析(NTA)和透射电镜进行囊泡表征；结合免疫荧光、ELISA和Western blot等技术分析5-HT信号通路变化；通过腹部撤回反射(AWR)和粪便含水量测定评估治疗效果。特别值得注意的是，研究还纳入了临床IBS患者外周血样本，通过流式细胞术分析循环囊泡特征，并与健康对照进行比较。

研究结果部分呈现了系列重要发现：

IBS患者与健康人循环囊泡的差异特征
临床样本分析显示，IBS患者外周血中CD9⁺凋亡囊泡数量显著增加，平均粒径(128.7±14.9 nm)大于健康对照组(108.4±5.9 nm)。功能磁共振(fMRI)显示患者脑功能网络活动增强，且与循环囊泡数量呈正相关。

凋亡囊泡的制备与鉴定
从小鼠脂肪组织分离的ADSCs经流式鉴定高表达CD29(99.87%)、CD105(53.88%)等间充质标志物。通过Staurosporine(STS)诱导凋亡获得的apoVs呈典型杯状形态，平均直径103±23 nm，表面电荷-16.85±1.06 mV，高表达CD63和Annexin V。

凋亡囊泡的体内分布特征
PKH26标记示踪显示，尾静脉注射的apoVs可快速穿过血脑屏障进入大脑，24小时后脑内荧光强度下降，而在结肠组织中含量逐渐增加。血液学参数检测证实治疗安全性。

静脉注射apoVs对IBS模型小鼠的疗效分析
与模型组相比，apoVs治疗使小鼠体重增长率从6.55%提升至8.28%，粪便含水量恢复正常。血清二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸和内毒素水平显著降低，结肠紧密连接蛋白ZO-1表达增加。PAS染色显示apoVs能有效调节杯状细胞黏液分泌。

apoVs靶向调控脑肠轴关键神经递质5-HT
ELISA检测发现apoVs显著降低脑、肠组织和血清中5-HT水平，免疫荧光显示结肠5-HT表达减少。同时，脑组织c-FOS阳性神经元数量减少，表明神经元异常激活得到改善。而血管活性肠肽(VIP)水平未见明显变化。

这项研究揭示了apoVs作为新型脑肠轴信使的重要作用。通过携带5-HT受体等活性成分，apoVs能够同时作用于中枢神经系统和肠道，双向调节5-HT信号通路异常。这种"一箭双雕"的治疗策略，不仅改善了肠道屏障功能和运动异常，还缓解了中枢神经系统过度激活状态。相比临床常用药物小檗碱，apoVs展现出更全面的治疗效果，特别是在恢复5-HT稳态方面表现突出。

研究创新性地提出了细胞外囊泡作为脑肠互动第四通路的可能性，补充了现有的神经、免疫和内分泌调节机制。从转化医学角度看，该发现为开发基于天然囊泡的IBS治疗药物提供了理论依据。未来研究可进一步解析apoVs中特定活性成分的作用机制，优化囊泡制备工艺，推动这一新型治疗策略的临床应用。论文发表在《Stem Cell Research》杂志，为功能性胃肠疾病的治疗开辟了新思路。