IF=14.1 积雪草来源外泌体调控全身免疫、代谢稳态、肠道菌群改善结肠炎

溃疡性结肠炎（UC）是一种复杂的免疫失调性慢性肠道炎症疾病，现有疗法（氨基水杨酸、糖皮质激素、免疫抑制剂和生物制剂）存在靶向性差、副作用多的局限性。UC发病与肠道菌群失调密切相关，而植物来源的外泌体具有低免疫原性、天然安全性和跨物种调控潜力。积雪草本身富含三萜类活性成分，具有抗炎、抗癌等药理活性。

基于植物外泌体可递送microRNA（miRNA）等活性物质并调节肠道菌群的特性，本研究提出：利用积雪草来源的外泌体（CAEs）作为天然纳米载体，通过其丰富的miRNA载货实现跨物种基因调控，联合调节肠道菌群和系统代谢，可为UC提供一种创新、安全、精准的治疗策略。

• 单细胞转录组学：采用10× Genomics平台对结肠组织进行单细胞RNA测序，解析13种细胞类型（B细胞、T细胞、巨噬细胞、杯状细胞等）的基因表达变化。

• 血清代谢组学：通过UHPLC-Q-TOF/MS非靶向代谢组学分析，鉴定差异代谢物并探索CAEs对系统代谢稳态的调控。

• 肠道菌群分析：基于16S rRNA基因测序（V3-V4区）评估肠道菌群结构变化，并通过粪菌移植（FMT）至伪无菌（PGF）小鼠模型验证菌群在疗效中的因果作用。

• 安全性评价：在不同温度（4-80°C）和模拟胃肠液中评估CAEs的稳定性，并通过体外细胞毒性实验（LDH释放）和体内主要器官组织病理学及血液生化指标检测其生物安全性。

• CAEs的理化性质：成功分离出符合外泌体特征的CAEs，呈球形双层膜结构，平均粒径169.9 nm，浓度6.3×10¹¹ particles/mL，Zeta电位-15至-26.83 mV，密度1.13-1.19 g/mL，蛋白质主要集中在55-72 kDa，在-80°C可稳定保存180天。

• 富含生物活性分子：鉴定出21种植物化学成分（以三萜类为主），发现miRNA载货以aof-miR159、fve-miR396c-3p和aof-miR396b最丰富，蛋白质组富集蛋白激酶和ABC转运蛋白，脂质组中神经酰胺占比19.6%。蛋白质和miRNA组分是抗炎活性的主要介导者。

• 高效细胞摄取与结肠靶向：CAEs通过多种内吞途径被巨噬细胞和结肠上皮细胞快速摄取，荧光信号持续6小时以上。口服后2小时在结肠炎小鼠结肠炎症部位特异性积聚，24小时后清除，主要分布于胃肠道。

• 显著治疗效果：CAEs疗效优于CAC和单一化合物，使结肠长度从5.5 cm恢复至7.7 cm，体重增加，DAI和MPO活性降低，组织病理学接近正常结构，促炎因子（IL-6、IFN-γ、TNF-α、IL-1β）显著下降，抗炎因子IL-10升高。

• 免疫微环境重塑：单细胞测序揭示CAEs调控13种结肠细胞类型，上调免疫激活相关基因（Mef2c、Bank1、Cd83），下调炎症相关基因（Lars2、Peak1、Gphn、Rpl36），减少M1型巨噬细胞极化，增强B细胞和T细胞功能。

• 系统代谢稳态恢复：代谢组学显示CAEs使结肠炎紊乱的代谢谱转向正常，调节880种血清代谢物，上调L-肉碱、色氨酸衍生物（吲哚乙醛、甲基吲哚乙酸）等有益代谢物，下调溶血磷脂酰胆碱等促炎代谢物。

• 肠道菌群调控：CAEs增加有益菌（Blautia hansenii、Pseudoflavonifractor capillosus、Alloprevotella rava）的丰度，减少致病菌（Salmonella enterica、Klebsiella pneumoniae、Streptococcus oralis），提升菌群丰富度和多样性。

• 菌群介导疗效的因果证据：粪菌移植实验证实，接受CAEs处理供体菌群的伪无菌小鼠结肠炎症状显著改善，证明肠道菌群在CAEs疗效中发挥不可或缺的作用。

• 优异的安全性：CAEs在100 μg/mL浓度下对多种细胞无毒性，口服后主要器官无病理损伤，血液生化指标（肝肾功能、血糖血脂）无异常，且在胃肠环境中保持稳定。

• 多维度整合机制：CAEs通过递送miRNA（如fve-miR396c-3p和aof-miR396b）靶向免疫相关基因，协同调节免疫细胞、肠道菌群和代谢物，形成"miRNA-菌群-代谢物-免疫"的自增强抗炎环路，实现UC的系统治疗效应。