《Food and Function》：Mare milk and its extracellular vesicles alleviate DSS-induced colitis in mice by modulating immune responses and reshaping gut microbiotaOpen Access
编辑推荐：
溃疡性结肠炎（UC）是一种由肠道菌群失调和免疫功能障碍驱动的慢性炎症性疾病。本研究评估了马奶（MM）及其细胞外囊泡（MM-EVs）在DSS诱导的UC中的保护作用。两种干预措施均缓解了临床症状，恢复了结肠结构，并重新平衡了黏膜和全身T细胞免疫。MM优先促进结肠T
溃疡性结肠炎（UC）是一种由肠道菌群失调和免疫功能障碍驱动的慢性炎症性疾病。本研究评估了马奶（MM）及其细胞外囊泡（MM-EVs）在DSS诱导的UC中的保护作用。两种干预措施均缓解了临床症状，恢复了结肠结构，并重新平衡了黏膜和全身T细胞免疫。MM优先促进结肠Th17反应，而MM-EVs选择性抑制Th2反应，表明存在不同的免疫调节机制。16S rRNA测序显示，MM富集了纤维发酵类群，而MM-EVs增加了丁酸产生菌以及某些促炎性变形菌门（Proteobacteria）。代谢组学显示，MM调节氨基酸和一碳代谢，而MM-EVs影响核黄素和核苷酸代谢。总体而言，MM和MM-EVs通过协调调节免疫、微生物群和宿主代谢来缓解UC，支持其作为UC功能性膳食干预的潜力。
**论文解读：马奶及其细胞外囊泡缓解DSS诱导小鼠结肠炎的免疫调节与菌群重塑机制**
**研究背景**
溃疡性结肠炎（UC）是一种全球发病率持续上升的慢性肠道炎症性疾病，临床表现为腹泻、便血、体重减轻等，长期炎症可导致结肠结构破坏、功能受损，并增加结直肠癌风险。UC的发病机制涉及上皮屏障功能受损、免疫应答失调以及肠道菌群多样性降低三者相互交织：结肠组织中促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）显著升高，而有益短链脂肪酸（SCFA）产生菌减少、致病菌增殖。当前临床治疗主要依赖氨基水杨酸类、糖皮质激素、免疫抑制剂和生物制剂，但存在疗效差异大、副作用显著及费用高昂等局限，亟需更安全有效的替代方案。马奶（MM）富含维生素、矿物质，乳清蛋白与酪蛋白比例接近1:1，组成上类似人乳，且含有多种免疫调节与抗炎活性成分。已有研究显示MM可抑制DSS诱导的体重下降、结肠缩短、修复肠屏障并下调炎症因子。同时，乳源细胞外囊泡（EVs）因其携带蛋白质、miRNA和脂质等活性成分，具备抗炎、抗凋亡及抗氧化功能，人乳EVs可抑制单核细胞分泌促炎细胞因子，羊乳EVs可通过调节肠道炎症、黏膜屏障及菌群改善结肠炎。然而，MM的抗炎作用是否通过其EVs介导，以及两者在免疫与菌群调控上的差异尚不清楚。本研究旨在比较MM和MM-EVs对DSS诱导UC小鼠的炎症反应和肠道菌群组成的影响，并探索其抗氧化机制。
**主要技术方法**
研究人员从内蒙古西乌珠穆沁草原采集蒙古马乳，通过差速超速离心法分离马乳细胞外囊泡（MM-EVs），并经透射电镜（TEM）、纳米颗粒追踪分析（NTA）和Western blot验证其形态、粒径及标志蛋白（CD63、Alix）。选用6–7周龄SPF级雄性C57BL/6J小鼠（购自北京Spefu公司），随机分为5组（每组8只）：正常对照组（CON）、模型组（DSS）、阳性对照组（5-ASA）、MM组和MM-EV组。预处理14天后，除CON组外均通过饮用3% DSS溶液诱导结肠炎7天，期间继续灌胃干预。通过疾病活动指数（DAI）评分、脾脏重量、结肠长度及组织病理学评估疗效；采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清细胞因子；流式细胞术分析外周血T细胞亚群；免疫组化（IHC）定量结肠黏膜T细胞亚群阳性面积；16S rRNA基因测序分析盲肠内容物菌群，并使用QIIME2、PICRUSt2等工具进行生物信息学分析；非靶向液相色谱-质谱联用（LC-MS）对肠道内容物进行代谢组学分析，结合OPLS-DA和KEGG富集解析差异代谢物及通路。
**研究结果**
2.1 MM和MM-EVs改善DSS诱导的UC症状
通过DAI评分、脾重、结肠长度及H&E染色组织病理学分析，发现DSS组小鼠出现典型UC症状（体重减轻、血便、稀便、DAI升高、脾肿大、结肠缩短、上皮屏障破坏、隐窝丢失及炎症浸润）。MM和MM-EVs预处理显著减轻上述症状，降低DAI评分，恢复结肠长度，改善组织病理学评分，效果与5-ASA相当。
2.2 MM和MM-EVs改善炎症反应
ELISA检测显示，DSS组血清促炎细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-12/p40、IL-17显著升高，抗炎因子IL-10和TGF-β1降低。MM和MM-EVs均显著抑制IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ和IL-17的过表达，同时恢复IL-10和TGF-β1水平，且MM-EVs在降低IL-1β和IFN-γ、上调IL-10和TGF-β1方面效果优于MM。
2.3 MM和MM-EVs重塑结肠固有层T细胞景观
免疫组化定量分析显示，DSS组结肠黏膜中Th1、Th17和Tc2细胞比例降低，Th2、Treg和Tc1细胞比例升高。MM和MM-EVs均将Th1、Th2、Th17和Tc2比例恢复至接近5-ASA水平。独特之处在于：MM显著提高Th17比例（高于MM-EVs），而MM-EVs显著降低Th2比例（低于MM）。Treg细胞在两种干预下均进一步降低，Tc1比例则升高，推测与Treg对CD8
+ T细胞抑制减弱有关。
2.4 MM和MM-EVs调节外周T细胞亚群分布
流式细胞术分析外周血发现，DSS组Th1和Th17比例升高，Th2、Treg和Tc2比例降低。MM和MM-EVs干预后，Th1和Th17比例下降，Th2、Treg和Tc2比例上升，同时Tc1比例显著降低。MM-EVs在降低Th1频率方面趋势更明显，表明两者均通过调节外周T细胞亚群恢复免疫稳态。
2.5 MM和MM-EVs诱导肠道菌群组成变化
16S rRNA测序结果显示，DSS显著降低菌群α多样性（Chao1、Shannon等），MM和MM-EVs并未恢复多样性，反而进一步降低，提示保护作用不依赖整体多样性恢复。在门水平，DSS降低拟杆菌门（Bacteroidota）和厚壁菌门（Firmicutes）丰度，增加弯曲菌门（Campilobacterota）丰度。MM增加拟杆菌门丰度但降低厚壁菌门，MM-EVs增加厚壁菌门并减少弯曲菌门。在属水平，DSS引起Muribaculaceae减少、Bacteroides和Helicobacter增加。MM恢复Muribaculaceae并增加Bacteroides，MM-EVs恢复Muribaculaceae并减少Helicobacter。
2.6 MM和MM-EVs的差异菌群分类群
LEfSe分析（LDA > 2.0）显示，DSS组富集Helicobacteraceae、Campilobacterota、Sutterellaceae等与上皮损伤和Th1/Th17炎症相关的菌群。MM组富集来自拟杆菌门（Bacteroidaceae、Tannerellaceae、Bacteroides、Parabacteroides）和厚壁菌门（Dubosiella、Clostridia_vadinBB60_group）的有益菌群，这些菌群参与膳食纤维降解和SCFA产生。MM-EV组同时富集促炎性变形菌门（Gammaproteobacteria、Enterobacteriaceae、Escherichia_Shigella）和丁酸产生菌（Eubacterium_fissicatena_group），提示炎症刺激与修复反应并存。
2.7 MM和MM-EVs对肠道代谢物的影响
非靶向代谢组学鉴定差异代谢物（DAMs）。DSS组下调氨基酸及其衍生物、糖类、类固醇激素代谢物，上调抗炎相关化合物（如glutaminylhydroxyproline、Niazirin、EGC-M5）及外源物。MM干预下调内源性应激标志物（如epinephrine sulfate、malonylcarnitine）和某些植物/微生物次级代谢物，上调氨基酸衍生物、二肽及黄酮苷（novaeguinoside A）。MM-EVs干预下调内源性物质和外源物，上调宿主来源酚类代谢物（hydroxytyrosol 3′-sulfate）、二肽及N-stearoyl arginine。
2.8 MM和MM-EVs通过不同途径逆转代谢失调
KEGG富集分析显示，DSS组上调DAMs富集于色氨酸代谢，下调DAMs涉及多种氨基酸代谢、抗坏血酸和醛酸代谢、硫代谢、氨酰-tRNA生物合成及ABC转运蛋白。MM组（255个DAMs）下调DAMs涉及碳水化合物、维生素和氨基酸代谢，以及N-聚糖生物合成、鞘脂代谢等；上调DAMs富集于一碳代谢（如叶酸池、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢）、硫代谢、D-氨基酸代谢、维生素B12/叶酸转运、氨酰-tRNA生物合成和efferocytosis。MM-EV组（86个DAMs）上调DAMs主要富集于核黄素代谢，下调DAMs涉及抗坏血酸和醛酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化、嘧啶代谢和色氨酸代谢。
2.9 MM和MM-EVs对微生物组-代谢组轴的不同重塑
整合16S rRNA和代谢组数据，多变量分析显示MM和MM-EVs干预组均向CON组聚类。属-代谢物相关性网络分析表明，MM组中Bifidobacterium和Enterorhabdus与胆汁酸、氨基酸类似物、磷脂/鞘脂相关代谢物正相关，与促炎菌（Escherichia-Shigella等）负相关。MM-EV组中Aliivibrio、Helicobacter等与复杂脂质、氨基酸衍生物、细菌群体感应分子正相关，而有益菌（Enterorhabdus、Bifidobacterium）呈相反趋势。
**总结讨论与结论**
讨论部分指出，MM和MM-EVs通过协调免疫重平衡、菌群重塑和代谢重编程缓解DSS诱导的UC，但两者策略不同。在结肠黏膜中，两者均恢复Th1、Th17和Tc2比例，但意外降低局部Treg，同时外周血Treg升高，提示Treg向引流淋巴结迁移的主动重塑。MM-EVs独特地抑制结肠Th2反应，并更倾向于降低外周Th1，可能通过代谢物（如hydroxytyrosol 3′-sulfate）介导的MAPK/NF-κB信号通路。菌群方面，MM富集纤维降解菌，MM-EVs促进丁酸产生菌并抑制促炎弯曲菌，形成不同的菌群-代谢物-免疫轴。代谢上，MM激活氨基酸积累和一碳代谢支持组织修复，MM-EVs增强核黄素代谢维持氧化还原稳态。此外，MM的整体保护作用不能仅归因于EVs，还涉及乳铁蛋白、酪蛋白肽、低聚糖等非EV成分的协同作用，如MFG-E8增强efferocytosis。
结论翻译：
本研究证明，MM和MM-EVs通过不同但互补的机制有效预防DSS诱导的UC。两种干预措施均减轻了体重下降、结肠缩短、脾肿大、上皮屏障破坏和炎症浸润。在免疫层面，MM和MM-EVs抑制促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-17），升高抗炎介质（IL-10、TGF-β1）。在结肠固有层中，MM和MM-EVs使Th1、Th17和Tc2比例正常化，而MM-EVs选择性抑制Th2反应，MM优先促进Th17。在外周，两者均重新平衡循环Th1/Th17和Th2/Treg/Tc2亚群。肠道菌群分析显示，MM富集纤维发酵的拟杆菌门，而MM-EVs增加厚壁菌门并减少弯曲菌门，同时富集丁酸产生菌和某些促炎变形菌门。代谢组学方面，MM调节氨基酸和一碳代谢以支持合成修复，MM-EVs影响核黄素和核苷酸代谢以维持氧化还原稳态。总之，这些发现表明MM和MM-EVs通过差异调节免疫、微生物群和宿主代谢，为UC提供多靶点保护，支持其作为功能性膳食干预的潜力。该论文发表在《Food and Function》。
