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  近日,药用植物研究中心在药物递送领域的国际权威杂志《Advanced Drug Delivery Reviews》(IF=17.873,中科院一区)上发表题为“Microbiota and plant-derived vesicles that serve as therapeutic agents and delivery carriers to regulate metabolic syndrome”的综述文章,报道了肠道菌群和植物的囊泡作为代谢综合征治疗和药物递送载体应用方面的最新研究进展。

  肠道是参与调控人体健康的基本器官。肠道环境受内部物质和外部摄入的影响,肠道菌群是肠道生态系统的重要组成部分,受遗传、早期发育免疫、饮食、抗生素使用和生活方式的影响。肠道微生态失衡可导致肠道菌群异常,肠道屏障受损,引起或加重某些疾病。许多体外摄入的食物和宿主产生的物质,如多糖、胆汁酸、脂蛋白、短链脂肪酸等,可以由肠道菌群独立代谢,也可以在宿主的帮助下,如肠-脑轴,完成代谢活动。近年来,除了研究代谢物对肠道的影响外,囊泡也逐渐成为解析肠道内环境及其相关疾病的新的关键物质。最近研究表明,肠道内的物质可以通过肠道上皮改变许多疾病的病程,尤其是肠道菌群和外源性摄入的植物囊泡可以远距离运输到各个器官。细胞外囊泡是细胞释放的一系列小球形膜性囊泡,携带蛋白质、脂质、核酸等分子,可被靶细胞摄取并释放其内容物或可黏附于细胞表面诱导细胞间传导,在细胞间通讯、细胞迁移、肿瘤生长等过程中发挥重要作用(图1)。

图1:肠道菌群囊泡的产生机制

  随着以肥胖和糖尿病为特征的代谢性疾病在全球范围内呈上升趋势,目前的治疗方案存在一定的局限性,仍无法满足医疗需求。这些复杂的慢性疾病目前难以治愈,但可以通过一些细菌和植物的囊泡来进行病程管理和控制。因此,由于囊泡具有调节跨界生理反应的独特能力,其可能成为下一代治疗药物的递送载体。人类肠道共生菌来源的囊泡与所摄取的外源植物或其他饮食物质结合,对宿主发挥着重要作用。论文阐述了肠道内菌群囊泡和外源性摄入植物囊泡在肠道稳态、炎症免疫反应和代谢综合征方面的研究进展,并总结了囊泡作为药物载体的优势和困难以及现有的工程改造方法(图2)。

图2:肠道菌群和植物囊泡调节炎症和肥胖的方式

  我所药用植物研究中心牛冠婷博士为论文第一作者,陈剑研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(32100253、81973463和81773885)、江苏创新创业人才计划(JSSCBS20211312)和江苏省植物资源研究与利用重点实验室开放基金(JSPKLB202201)的资助。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.addr.2023.114774