苦瓜源细胞外囊泡口服治疗溃疡性结肠炎：重塑肠道微环境的新希望

《Journal of Nanobiotechnology》：Oral administration of Momordica charantia-derived extracellular vesicles alleviates ulcerative colitis through comprehensive renovation of the intestinal microenvironment

为解决溃疡性结肠炎（UC）现有治疗手段疗效有限且副作用大的问题，研究人员开展了苦瓜源细胞外囊泡（MCEVs）对 UC 治疗作用的研究。结果显示 MCEVs 能改善 UC 症状，其有望成为治疗 UC 的天然纳米疗法，为 UC 治疗提供新方向。

　　在肠道健康的 “战场” 上，溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis，UC）是一种令人头疼的慢性炎症性疾病。全球超千万人受其困扰，亚洲地区的发病率还在不断攀升。UC 会让肠道黏膜发炎，引发溃疡、出血、腹痛、腹泻等一系列症状。从病理角度看，线粒体产生和积累的活性氧（ROS）在其中扮演了 “反派” 角色。炎症反应促使 ROS 大量生成，ROS 又反过来加剧炎症，释放如白细胞介素 - 1β（IL-1β）、白细胞介素 - 6（IL-6）、肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）和干扰素 -γ（IFNγ）等炎症介质，形成一个恶性循环，不断侵蚀肠道健康。

目前临床上治疗 UC 的药物，像氨基水杨酸、糖皮质激素、免疫调节剂，还有抗 TNF、抗 IL-12/IL-23、抗 α4β7 整合素等靶向药物，都存在明显的缺陷。它们不仅副作用大，而且时间一长，近半数患者会发现治疗效果大打折扣。因此，开发安全、有效、多靶点的 UC 治疗方法迫在眉睫。

在这样的背景下，西安交通大学的研究人员勇敢地迎接挑战，开展了一项关于苦瓜源细胞外囊泡（Momordica charantia-derived extracellular vesicles，MCEVs）治疗 UC 的研究。该研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上，为 UC 的治疗带来了新的曙光。

研究人员为了探究 MCEVs 的治疗潜力，采用了多种关键技术方法。首先，通过差速离心和密度梯度离心从苦瓜中提取 MCEVs，并利用透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）等技术对其进行全面表征。在细胞实验方面，运用细胞摄取实验、抗氧化实验、抗炎实验、转录组学分析等，深入研究 MCEVs 在细胞水平的作用机制。在动物实验中，构建葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的 UC 小鼠模型，通过体内成像技术、组织学染色、肠道菌群和代谢组学分析等，评估 MCEVs 在体内的治疗效果和作用机制。

一、MCEVs 的提取与表征

研究人员从超市采购苦瓜，经过一系列精细操作，成功提取出 MCEVs。TEM 结果显示，MCEVs 呈约 200nm 的球形，膜结构完整；DLS 分析表明其水动力粒径为 164.3±68.16nm，多分散指数（PDI）约 0.212，zeta 电位为 -28.1±3.78mV。这些数据表明 MCEVs 粒径均匀、分散性好、纯度高。此外，MCEVs 在 NaCl、培养基和血清中稳定性良好，且含有核酸和多种蛋白质，为其发挥药理活性奠定了物质基础。

二、MCEVs 的体外活性研究

1. 抗氧化能力：通过 ABTS、DPPH、TMB 和 EPR 等多种实验，研究人员发现 MCEVs 具有强大的抗氧化能力。较低浓度的 MCEVs 就能清除大量自由基，如在 ABTS 实验中，低浓度 MCEVs 可中和超 80% 的自由基，这表明其在对抗氧化应激相关疾病方面具有巨大潜力。
2. 细胞摄取与抗炎作用：以 RAW 264.7 巨噬细胞为模型，研究发现 MCEVs 的摄取呈时间依赖性，12h 时摄取率达 58.4%。当巨噬细胞被脂多糖（LPS）刺激产生炎症反应时，MCEVs 能显著抑制炎症细胞因子（IL-6、IL-1β 和 TNF-α）的表达，降低 M1 亚型标记物 CD86 的表达，减少 ROS 的产生，有效缓解炎症反应和氧化应激。
3. 细胞内抗氧化机制：用 H₂O₂诱导细胞氧化应激模型，研究发现 MCEVs 能显著降低细胞内 ROS 水平，提高细胞活力。转录组学分析揭示，MCEVs 处理后，与线粒体和凋亡相关的基因发生显著变化。MCEVs 可能通过清除 ROS、保护线粒体结构和功能、调节凋亡相关蛋白（如 Bcl-2 和 Bax）的表达，抑制线粒体依赖的细胞凋亡。

三、MCEVs 的物质基础研究

对 MCEVs 进行脂质组学、蛋白质组学和 microRNA 测序分析，发现其含有 418 种蛋白质、226 种 miRNA、320 种代谢物和 667 种脂质。这些物质中包含多种具有抗氧化和抗炎特性的成分，如 β - 胡萝卜素、番茄红素、虾青素、磷脂酰胆碱等。进一步实验表明，蛋白质、RNA 等物质共同参与了 MCEVs 的药理活性，去除它们会削弱 MCEVs 的抗炎效果。

四、MCEVs 的体内研究

1. 生物相容性与安全性：在细胞水平和动物水平的实验均表明，MCEVs 具有良好的生物相容性和安全性。与不同浓度 MCEVs 共孵育后，RAW264.7 和 FHC 细胞存活率超 90%；小鼠口服 MCEVs 后，体重、器官组织学和血液生化指标均无明显异常。
2. 稳定性与结肠滞留：MCEVs 在模拟胃液和肠液中孵育 8h 后，形态仍保持完整。体内成像显示，MCEVs 在 UC 小鼠结肠中滞留时间更长，口服 1h 后即可在结肠中观察到荧光，6h 时荧光最强，24h 时仍有残留，而在健康小鼠体内代谢较快，这为其治疗 UC 提供了有利条件。
3. 治疗效果：在 DSS 诱导的 UC 小鼠模型中，MCEVs 展现出显著的治疗效果。高剂量（30mg/kg）MCEVs 治疗后，小鼠体重增加，结肠长度显著延长，结肠组织损伤明显减轻，黏膜屏障功能得到恢复，紧密连接蛋白表达增加。同时，MCEVs 能减少免疫细胞浸润，降低炎症因子（IL-6、IL-1β 和 TNF-α）表达，增加抗炎因子（IL-10）表达，有效缓解炎症反应。
4. 对肠道菌群和代谢物的影响：研究发现，MCEVs 能调节 UC 小鼠的肠道菌群。增加菌群多样性，降低有害菌（如大肠杆菌 - 志贺氏菌）丰度，提高有益菌（如 Muribaculum 和 Alistipes）丰度。此外，MCEVs 还能调节肠道吲哚代谢途径相关产物，如增加吲哚 - 3 - 甲醇、吲哚和吲哚乙酸的含量，降低吲哚硫酸酯（IS）水平，从而改善肠道微环境，增强肠道屏障功能和免疫稳态。
5. 保护作用：在 DSS 诱导的 UC 小鼠模型中，高剂量（30mg/kg）MCEVs 能显著减轻小鼠体重下降和疾病活动指数（DAI）升高，保护结肠长度，抑制脾脏肿大，减轻结肠组织炎症和免疫细胞浸润，进一步证明了 MCEVs 对 UC 的保护作用。

研究结论和讨论部分指出，MCEVs 具有显著的抗炎、抗氧化和调节肠道菌群的能力，能够有效改善 UC 症状。其作用机制可能是通过多种成分协同作用，抑制炎症反应、清除 ROS、调节肠道菌群和代谢物。这一研究为 UC 的治疗提供了一种新的多靶点治疗策略，MCEVs 有望成为一种天然的纳米治疗药物。同时，该研究也为药用植物的开发提供了新的思路，即通过提取具有药理活性的细胞外囊泡，挖掘植物在疾病治疗中的潜力。然而，目前仍有一些问题有待进一步研究，如确定 MCEVs 中具体的药理活性成分，探索其在临床应用中的最佳剂量和给药方案等。相信随着研究的不断深入，MCEVs 在 UC 治疗乃至其他疾病治疗领域将展现出更大的应用价值。