双层界面工程化牛奶胞外囊泡改善卵白来源肽QIGLF的胃肠道稳定性与内皮保护活性

《Food Bioscience》:Dual-Layer Interface-Engineered Milk Extracellular Vesicles Improve the Gastrointestinal Stability and Endothelial Protective Activity of the Egg White-Derived Peptide QIGLF

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月21日 来源:Food Bioscience 6.2

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   •●具有双层包被的食品囊泡在消化过程中保护蛋源肽QIGLF。•●一种食品级平台保护食品来源的肽免受胃肠道降解。•●工程化食品囊泡在胃肠道消化后保持蛋源肽的生物活性。•食品来源的工程化囊泡提供了一种天然的口服递送策略。引言由于具有天然来源、结构多样性以及对氧化应激、炎症和内皮稳

  
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    ●具有双层包被的食品囊泡在消化过程中保护蛋源肽QIGLF。
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    ●一种食品级平台保护食品来源的肽免受胃肠道降解。
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    ●工程化食品囊泡在胃肠道消化后保持蛋源肽的生物活性。
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    食品来源的工程化囊泡提供了一种天然的口服递送策略。

引言

由于具有天然来源、结构多样性以及对氧化应激、炎症和内皮稳态的潜在调节作用,食品来源的生物活性肽作为心血管健康的功能性成分引起了越来越多的关注 (Martin & Deussen, 2019; Martínez-Sánchez et al., 2019; Shukla et al., 2022; Xiong et al., 2025)。血管内皮功能障碍是心血管疾病进展过程中早期且关键的病理事件,与活性氧 (ROS) 过量生成、炎症激活、一氧化氮信号受损以及内皮屏障完整性破坏密切相关 (Janaszak-Jasiecka et al., 2023; Kwaifa et al., 2020)。因此,开发保留内皮功能的食品策略对营养干预和功能性食品设计具有重要意义。
蛋清蛋白是具有重要心血管保护潜力生物活性肽的重要来源。其中,五肽Gln-Ile-Gly-Leu-Phe (QIGLF) 在既往的体内和多组学研究中已被报道具有降血压和内皮保护作用 (Yu et al., 2021; Yu et al., 2017; Yu et al., 2022; Zhou et al., 2024)。然而,与许多短链食品肽一样,QIGLF易受胃肠道中的酶降解,导致其稳定性差且口服生物利用度有限。这种不稳定性仍然是将肽的生物活性转化为实际口服应用的主要障碍 (Ahmed et al., 2022; Haddadzadegan et al., 2022; Liu et al., 2025)。
食品来源的细胞外囊泡因其生物相容性、脂质双层结构、胃肠道耐受性以及保护生物活性载物的能力,已成为一种极具前景的天然口服递送平台 (Bethi et al., 2025; Li et al., 2025; Tong et al., 2021; D. Z. Wang et al., 2024; Zhang et al., 2026; Zhao et al., 2024)。特别是,牛乳来源的细胞外囊泡 (mEVs) 数量丰富、可食用,并且适用于食品级递送应用 (Marsh et al., 2025; Prabhu et al., 2026; Prasadani et al., 2024; Zhang et al., 2024)。mEVs的天然囊泡结构可以保护其包裹的生物活性分子免受胃肠道降解,并促进其细胞摄取 (Zhong et al., 2023)。尽管具有这些优势,但mEVs的内在保护能力可能不足以在胃肠道转运过程中确保肽类载物的最佳稳定性和递送效果。因此,进一步对囊泡界面进行工程化改造是一种有前景的策略,能够增强胃肠道保护并提高基于mEVs的肽类载体的递送性能 (Liu et al., 2023; Wang et al., 2023)。
界面工程提供了一种既能改善囊泡性能,又能保留mEVs天然优势的有效方法。阳离子肽KKKKK (K5) 可以调节囊泡表面性质并可能增强囊泡-细胞相互作用,而低甲氧基果胶 (Pec) 作为一种可生物降解的多糖,可以提供一个额外的保护层以应对胃肠道挑战 (Byeon et al., 2023; Chao et al., 2022; Haro-González et al., 2024; Zhang et al., 2025)。因此,在负载QIGLF的mEVs上顺序组装K5和Pec,可能会将mEVs的内在递送优势与增强的界面保护和细胞相互作用结合起来。然而,这种分层界面工程策略能否提高负载QIGLF的mEVs的胃肠道稳定性,并在消化后保留QIGLF的内皮保护活性尚不清楚。
本研究将QIGLF封装进mEVs中,随后用K5和Pec进行顺序表面组装,构建了分层双层工程化纳米载体。系统评估了工程化囊泡的理化性质、胃肠道稳定性、胃肠道滞留情况、细胞摄取和内皮保护效果。进一步使用血管紧张素II诱导的HUVEC损伤模型,以确定工程化mEVs在胃肠道消化后能否保留QIGLF的内皮保护活性。本研究提供了一种可推广的界面工程策略,用于改善食品来源生物活性肽的口服递送,并突显了工程化乳细胞外囊泡在心血管功能性食品应用中的潜力。

章节摘要

细胞培养

本研究中使用的HUVECs购自海思基因 (HyCyte?, TCH-C406, 中国),并在HUVEC完全培养基 (星锐生物, 杭州, 中国) 中进行培养。为防止污染,培养基中加入1%青霉素/链霉素 (普诚生物, PB180120, 中国)。细胞在细胞培养瓶和细胞培养板 (捷倍生物, TCF012025, TCP011006, 中国) 中进行传代和接种。所有培养物在37 °C、含5%的湿润培养箱中培养。

mEVs和mEVs-QIGLF的制备与表征

首先从牛乳中分离mEVs,并进行表征以验证其囊泡身份和结构完整性 (图1A)。透射电镜 (TEM) 图像显示,分离出的囊泡呈现典型的杯状纳米结构,且分布相对均匀,表明分离程序保留了囊泡形态 (图1B)。通过Western blot进一步确认了细胞外囊泡相关蛋白Alix和Tsg101的存在 (图1C),支持了

讨论

食品来源的生物活性肽作为心血管健康的功能性成分具有相当大的潜力,但其口服应用常常受到胃肠道降解和递送效率不足的限制 (Ichim et al., 2024; Martin & Deussen, 2019)。在本研究中,开发了一种双层界面工程化的mEV递送系统,以改善蛋清来源肽QIGLF的口服递送性能。通过结合胃肠道稳定性和

作者贡献声明

赵文竹: 监督、数据整理、概念设计。 丁龙: 验证。 于志鹏: 写作——审阅与编辑、监督、形式化分析、数据整理、概念设计。 张建辉: 软件、资源、研究、形式化分析、数据整理、概念设计。 徐洁: 验证、资源

未引用参考文献

Wang等, 2024。

伦理声明

本研究遵循ARRIVE (动物研究:体内实验报告) 指南进行。本研究已获海南大学伦理委员会批准 (批准号: HNUAUCC-2025-00287)。

利益冲突

作者声明不存在任何竞争性财务或个人利益。

资助

本研究由国家重点研发计划 (2024YFF1106000) 资助。

利益冲突声明

作者声明不存在任何竞争性财务或个人利益。
张建辉|徐洁|赵文竹|丁龙|于志鹏
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