植物乳杆菌胞外囊泡调控高脂饮食诱导小鼠脂代谢紊乱的机制研究

这篇研究揭示了植物乳杆菌胞外囊泡（LPEVs）通过调节肠道菌群-Sirt/AMPK信号轴改善高脂饮食（HFD）诱导的脂代谢紊乱。实验证实LPEVs能显著降低肥胖小鼠体重、血清LDL-c和TC水平，上调肝脏脂肪酸氧化基因（CPT-1α、PPAR-α），抑制脂肪合成基因（SREBP-1c、FAS），并通过增强肠道紧密连接蛋白（JAM、Occludin）表达改善肠屏障功能。16S rRNA和代谢组学分析显示LPEVs可重塑肠道菌群结构，富集Barnesiella等有益菌，调控精氨酸生物合成等代谢通路，为益生菌代谢物治疗代谢综合征提供新策略。

　　

植物乳杆菌胞外囊泡的提取与表征

采用超速离心法从植物乳杆菌（CGMCC No. 27069）培养上清中分离LPEVs，透射电镜显示其具有典型双膜结构，粒径约100 nm（图1a）。纳米颗粒追踪分析（NTA）测得浓度为2.3×10¹⁰ particles/mL（图1b），符合外泌体特征。

LPEVs改善肥胖表型与血脂异常

高脂饮食喂养8周建立肥胖模型后，不同剂量LPEVs（2.3×10^7-9 particles/mL）干预4周。中高剂量组（HF+MEVs/HEVs）小鼠体重显著降低（图2a），脾脏指数恢复接近正常（图2b）。血清学检测显示LPEVs显著降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-c）和总胆固醇（TC），提升高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）（图2c-e），并抑制促炎因子TNF-α和IL-1β分泌（图2f-g）。

调控肝脏脂代谢关键通路

qPCR分析发现LPEVs通过激活Sirt1/AMPK信号轴，显著上调脂肪酸氧化基因PPAR-α和CPT-1α表达（图3d-e），同时抑制脂肪合成基因PPAR-γ、SREBP-1c和FAS（图3a-c）。该机制与临床降脂药物作用靶点高度一致。

修复肠屏障功能与菌群重塑

LPEVs干预显著降低血清二胺氧化酶（DAO）水平（图4a），提升紧密连接蛋白JAM和Occludin的mRNA表达（图4b-c）。HE染色显示其改善HFD导致的回肠绒毛断裂（图4g），绒毛高度/隐窝深度比值恢复（图4d-f）。16S测序揭示LPEVs富集Barnesiella、Ligilactobacillus等有益菌（图5f-g），中剂量组（HF+MEVs）菌群共现网络复杂度最高（图6f）。

代谢组学揭示作用机制

非靶代谢组检测发现LPEVs显著影响精氨酸生物合成和逆行内源性大麻素信号通路（图8b）。差异代谢物如皮质醇上调、鞘磷脂SM 8:0下调（图8a）。Spearman分析显示Lactobacillus与脂肪酸氧化基因呈正相关，与脂肪合成基因负相关（图8c），提示其可能通过产生短链脂肪酸（SCFAs）发挥作用。

研究价值与展望

该研究首次系统阐明LPEVs通过"肠道菌群-代谢物-宿主信号通路"多维调控网络改善脂代谢紊乱的机制（图9），为开发基于益生菌外囊泡的代谢性疾病干预策略提供理论依据。未来需进一步解析LPEVs活性成分及其跨物种作用机制。