溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)作为炎症性肠病(IBD)的重要亚型,正以逐年攀升的发病率成为全球消化科门诊的“常客”。其典型表现——反复血便、腹痛、体重下降——不仅困扰患者,也令临床医生头痛:现有5-氨基水杨酸、糖皮质激素、免疫抑制剂乃至生物制剂虽可缓解症状,却伴随感染、骨髓抑制、肝损伤等棘手副作用,且约三成患者最终仍需切除肠段。更棘手的是,UC发病机制尚未完全厘清,主流观点认为肠道免疫失衡、巨噬细胞过度活化及NLRP3炎症小体“失控”是核心环节。NLRP3炎症小体被危险信号激活后,催化caspase-1自剪切,促成熟IL-1β与IL-18大量释放,引发级联炎症,推动肠黏膜损伤乃至癌变。因此,寻找一条“精准、低毒、可口服”的新干预路径,成为中西医共同关注的焦点。 近年来,可食用植物来源的胞外囊泡样颗粒(EVLPs)因其天然纳米尺寸、低免疫原性、可穿越胃肠屏障等特性,被视作“来自厨房的天然药物”。其中,乌梅(Prunus mume, PM)自古入药,《本草纲目》载其“下气、止痢、安心”,现代研究亦证实其抗氧化、调节胃肠动力之效,但具体物质基础与作用机制始终模糊。南京中医药大学团队首次从青梅中分离出EVLPs,证实其口服即可显著缓解实验性结肠炎,并阐明“miR159-NEK7-NLRP3”这一全新干预轴,为中医药现代化与纳米医学交叉提供了范本。 研究团队借鉴“果汁—差速离心—蔗糖梯度超离”经典方案,从浙江上虞产乌梅中获得直径约124 nm、杯状双层膜结构、ζ电位−27 mV的均一颗粒。纳米跟踪分析显示其粒径分布窄,在模拟胃液、肠液中孵育4 h后仍维持原尺寸,提示可安全通过胃肠极端环境;冷冻电镜下可见典型“茶托”形态,与哺乳动物外泌体高度相似。进一步组分鉴定发现,PM-EVLPs内富集94条植物miRNA,长度20 nt左右,占比最高为miR159、miR396、miR166等;蛋白组学提示其携带的蛋白质多参与“单细胞代谢”“嘌呤核苷酸代谢”;脂质组学则显示二酰甘油、溶血磷脂胆碱及N-花生四烯酸甘氨酸占主导。值得注意的是,PM-EVLPs膜表面缺乏动物外泌体常见CD63、CD81标志,却拥有植物特有的磷脂酸与固醇,为其“跨界”进入哺乳动物细胞提供结构基础。 图2 PM-EVLPs的表征与稳定性
实验采用两种经典模型:C57BL/6雌鼠2.8% DSS自由饮用7 d,以及BALB/c雄鼠2 mg TNBS/40%乙醇灌肠。造模当日即给予PM-EVLPs(0.5或1.5×10¹⁰颗粒/mL,每日灌胃)或阳性对照5-ASA(200 mg/kg)。结果显示,DSS组第8天体重下降约20%,DAI评分高达11,结肠缩短、MPO活性升高、内镜下弥漫性溃疡;而PM-EVLPs高剂量组体重仅下降5%,DAI降至4,结肠长度与MPO均恢复至接近正常,镜下仅见轻度上皮缺损。TNBS模型中,PM-EVLPs更将死亡率由50%拉低至20%,宏观评分、组织学损伤及中性粒细胞浸润显著减轻。安全性评价显示,连续10 d高剂量PM-EVLPs对肝肾功能、主要脏器组织学及外周免疫细胞比例无可见影响,提示其“食疗级”安全边界。 图3 口服PM-EVLPs显著缓解小鼠结肠炎
“口服后能否抵达病灶”是植物EVLPs走向临床的最大疑问。作者用近红外染料DiR标记PM-EVLPs,经口给予健康及DSS结肠炎小鼠,IVIS活体成像显示:健康鼠信号主要聚集于胃与小肠,而结肠炎鼠信号在结肠持续增强,24 h达峰,48 h基本清除;分层切片证实荧光富集于黏膜固有层。进一步分离结肠固有层单细胞,流式结果显示F4/80⁺巨噬细胞中DiR阳性率高达68%,而上皮细胞与T细胞不足10%。体外实验将DiO标记PM-EVLPs与骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)、THP-1巨噬细胞及纯化T细胞共孵育,4 h后巨噬细胞荧光强度分别为T细胞的7.3倍与5.1倍,提示巨噬细胞摄取依赖膜融合或胞饮,而非被动吸附。图4 口服PM-EVLPs可靶向结肠巨噬细胞
为验证“巨噬细胞依赖性”,作者采用氯膦酸二钠脂质体(Clod-Lip)清除巨噬细胞。结果显示,Clod-Lip耗竭90%结肠巨噬细胞后,PM-EVLPs对DSS及TNBS结肠炎的保护效应几乎消失:DAI、结肠长度、MPO、组织学评分均回到模型水平,生存率亦不再改善;而对照空脂质体组PM-EVLPs依然有效。该结果在两种模型、雌雄小鼠中均可重复,排除了性别或种属差异,直接锁定巨噬细胞为PM-EVLPs的“唯一功能靶点”。 图6 巨噬细胞是PM-EVLPs缓解结肠炎的关键细胞
PM-EVLPs选择性抑制结肠巨噬细胞中NLRP3炎症小体的激活 既然锁定巨噬细胞,下一步聚焦其“犯罪工具”——NLRP3炎症小体。Western blot显示,DSS模型结肠巨噬细胞中cleaved caspase-1 p20、成熟IL-1β与IL-18显著升高,而PM-EVLPs使其回归基线;上皮细胞中同一通路却未见明显抑制,提示细胞选择性。体外实验以LPS+ATP/尼日利亚菌素/单钠尿酸盐(MSU)三种经典方案激活BMDMs与THP-1,PM-EVLPs(1×10⁷、3×10⁷颗粒/mL)剂量依赖地降低caspase-1自剪切及上清IL-1β、IL-18,却不影响细胞活力、增殖或凋亡。更令人振奋的是,AIM2、NLRP1、NLRC4炎症小体激活模型中,PM-EVLPs均“按兵不动”,凸显其对NLRP3的“专一性”。 图7 PM-EVLPs选择性抑制结肠巨噬细胞中NLRP3炎症小体的激活
PM-EVLPs阻断NEK7-NLRP3相互作用,干扰NLRP3炎症小体组装机制层面,PM-EVLPs既不抑制LPS诱导的NF-κB磷酸化,也不干预NLRP3蛋白的转录或降解,提示其作用于“第二信号”。已知NEK7为NLRP3寡聚化与ASC招募的“桥梁”,作者通过免疫共沉淀、邻近连接(PLA)及双分子荧光互补(BiFC)三重技术证实:LPS+ATP显著增强NEK7-NLRP3结合,而PM-EVLPs使结合信号下降约70%;ASC寡聚化及NLRP3-ASC-pro-caspase-1复合物形成亦被同步阻断。CETSA与SIP实验进一步排除PM-EVLPs直接“抱走”NLRP3蛋白的可能,确认其通过“拆桥”而非“拆楼”策略终止炎症小体组装。 图8 PM-EVLPs阻断NEK7-NLRP3相互作用,干扰NLRP3炎症小体组装
PM-EVLPs中的miR159被鉴定为抑制NLRP3炎症小体活性的关键成分植物EVLPs携带的脂质、蛋白、RNA三大组分,谁是“真英雄”?作者分别用蛋白酶K、氯仿/甲醇抽提及DNase/RNase处理PM-EVLPs,仅RNase处理彻底取消其抑制活性,提示RNA为功能核心。深度测序锁定6条高丰度miRNA,化学合成模拟物逐一验证,仅miR159(40 nM)可重现PM-EVLPs对IL-1β、IL-18的抑制;且其剂量依赖地阻断caspase-1自剪切、ASC寡聚化及NEK7-NLRP3相互作用,而对NF-κB、MAPK磷酸化无影响。反义抑制实验进一步证实,miR159 inhibitor可逆转PM-EVLPs的保护效应,形成“loss-of-function”闭环。图9 PM-EVLPs中的miR159被鉴定为抑制NLRP3炎症小体活性的关键成分
miR159是PM-EVLPs缓解结肠炎的关键成分最终,作者将miR159 agomir(400、800 pmol)口服给予DSS及TNBS小鼠,结果与PM-EVLPs几乎“神同步”:体重下降受限、DAI减半、结肠长度恢复、MPO降低、内镜下黏膜愈合、中性粒细胞浸润减少;TNBS模型死亡率亦由50%降至20%。组织水平证实,miR159 agomir显著抑制结肠巨噬细胞中caspase-1激活及IL-1β分泌,而对上皮细胞无显著影响。至此,一条“口服miR159→靶向巨噬细胞→阻断NEK7-NLRP3→抑制NLRP3炎症小体→缓解结肠炎”的完整分子轴被清晰勾勒。 图10 miR159是PM-EVLPs缓解结肠炎的关键成分
该研究首次把“乌梅-胞外囊泡-miR159”这一传统药食同源物质推向现代纳米医学前沿,其亮点在于:①口服即可精准富集于炎症结肠,突破生物制剂需静脉给药的壁垒;②选择性作用于巨噬细胞,避免广谱免疫抑制带来的感染风险;③以miRNA干预蛋白-蛋白相互作用,为“核酸药物”提供天然载体;④源自食用青梅,安全性高,易于产业化。对中医临床而言,该成果不仅验证了“梅能止痢”的古训,更以现代语言揭示“微观辨证”的新思路——“辨炎症小体之失衡,调miRNA之太过不及”。Lv Q, Yang H, Xie Y, Huang X, Yan Z, Lv Y, Cui Y, Hu L, Qiao H. Prunus mume derived extracellular vesicle-like particles alleviate experimental colitis via disrupting NEK7-NLRP3 interaction and inflammasome activation. J Nanobiotechnology. 2025 Jul 21;23(1):532. doi: 10.1186/s12951-025-03567-9. PMID: 40685348; PMCID: PMC12278495.本文仅用于学术分享,转载请注明出处。若有侵权,请联系微信:bioonSir 删除或修改!点击下方「阅读原文」,前往生物谷官网查询更多生物相关资讯~