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文章背景簡介   

BACKGROUND INTRODUCTION

潰瘍性結腸炎（Ulcerative Colitis，UC）是一種特發性炎癥性腸病，UC患者會表現出反復出現的癥狀，如腹瀉、腹痛和血便。與健康人群相比，UC患者的粘膜中含有大量的巨噬細胞和T細胞，它們會分泌過量的細胞因子等促炎介質。雖然UC的發病機制尚不清楚，但Toll-like受體（TLRs）和包含NOD、LRR和pyrin結構域的蛋白3（NLRP3）炎性小體的過度激活被認為是關鍵的，因為抑制TLR4和NLRP3信號通路可以有效抑制炎性細胞因子的產生并阻止UC的進展。一些證據表明，TLR4-髓系分化因子88-核因子kappa-B （TLR4-Myd88-NF-κB）通路會調節UC中產生白細胞介素-10 （IL-10）的調節性T（Treg）細胞和產生白細胞介素-17A（IL-17A）的T輔助性T型17（Th17）細胞之間的平衡。腸道中的Treg/Th17 細胞平衡也會受到腸道菌群的調節，并受到不平衡的腸道菌群的干擾。因此，靶向TLR4/NLRP3信號通路和Th17/Treg 軸成為治療UC的新治療策略。

導致壞死性小腸結腸炎的TLR4 信號通路是一種以新生兒結腸感染和炎癥為特征的破壞性腸道疾病，可被母乳抑制。然而，牛奶中發揮腸道保護作用的確切成分仍然難以捉摸。細胞外囊泡 （Extracellular vesicles ，EV）正在成為常駐免疫細胞和腸道菌群中的關鍵調節因子，尤其是在炎癥性疾病（包括動脈粥樣硬化和 UC）的發展中。牛奶作為人類飲食的一部分，含有大量的EV（mEV），這些EV來源于乳腺上皮細胞，并通過體內途徑或從質膜直接釋放到牛奶中。mEVs中含有大量與免疫相關的microRNA和蛋白質，并且不會誘導不良免疫反應。最近的一項研究報道，豬的mEV microRNA通過抑制NF-κB和p53通路來保護腸道免受脂多糖（LPS）誘導的損傷。mEVs中的miRNA已被證明通過靶向Treg細胞來影響免疫系統的發育。mEVs可以調節細胞間信號傳導、炎癥和免疫反應，從而抵御壓力和各種疾病。雖然mEVs領域在過去幾年中取得了快速發展，但mEVs緩解自身免疫和炎癥性疾病的潛在機制仍有待探索。前期的研究表明，mEVs可以增強正常小鼠的腸道免疫力。

因此，為了探究mEVs對UC小鼠模型中腸道免疫穩態和腸道微生物群的影響。2021年，中國海洋大學Lingjun Tong等人在《Theranostics》雜志（IF＝12.4，Q1）發表了題為“Milk-derived extracellular vesicles alleviate ulcerative colitis by regulating the gut immunity and reshaping the gut microbiota”的文章。

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所用到的主要方法

METHODS   

（1）mEVs 的制備和表征

（2）mEVs 的蛋白質組分析和 miRNA 測序

（3）體外測定

（4）體內測定

（5）流式細胞術分析

（6）酶聯免疫吸附測定 （ELISA）

（7）Quantitative Real-time PCR

（8）Western blot 

（9）組織學和免疫組化

（10）微生物群 16S rRNA 基因測序

（11）統計分析

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文章主要內容摘要

ABSTRACT 

牛奶來源的mEVs含有大量免疫活性蛋白，可調節健康小鼠的腸道免疫和微生物群。該研究探索了mEVs對潰瘍性結腸炎（UC）的治療效果。在研究中，分別通過RNA測序和蛋白質組學分析牛奶來源的mEVs中的microRNAs 和蛋白質含量，然后進行功能注釋。通過流式細胞術對腸道免疫細胞群進行表型分析，并通過16S rRNA測序分析腸道菌群。結果發現mEVs中豐富的蛋白質和microRNAs參與了免疫和炎癥途徑的調節，口服mEVs可防止結腸縮短，減少腸上皮破壞，抑制炎癥細胞浸潤和小鼠UC模型中的組織纖維化。從機制上講，mEVs通過抑制TLR4-NF-κB信號通路和NLRP3炎性小體激活來減輕炎癥反應。此外，mEVs能夠糾正細胞因子產生障礙并恢復發炎結腸中T輔助性17型（Th17）細胞和白細胞介素10+Foxp3+調節性T（Treg）細胞之間的平衡。用mEVs治療后，UC中受干擾的腸道微生物群也部分恢復。腸道微生物群與細胞因子之間的相關性表明，mEVs可能通過影響腸道微生物群來調節腸道免疫。這些發現揭示了mEVs通過抑制TLR4-NF-κB和NLRP3 信號通路調節腸道免疫穩態，恢復Treg/Th17細胞平衡，重塑腸道菌群，從而緩解結腸炎，為UC的治療提供了一種新的方法，給UC患者帶去了福音。

簡而言之，本研究的主要內容有：

（1）mEVs的蛋白質組學和 miRNA功能的分析

（2）mEVs的體外免疫調節作用的研究

（3）mEVs在DSS誘導的潰瘍性結腸炎中的生物分布

（4）mEVs恢復DSS誘導的潰瘍性結腸炎的腸道免疫力的研究

（5）mEVs糾正潰瘍性結腸炎的腸道菌群失衡的研究

（6）mEVs通過重塑潰瘍性結腸炎的腸道微生物群來恢復腸道免疫力的分析

       原文標題 : 牛奶來源的細胞外囊泡，可通過調節腸道免疫和微生物群來緩解潰瘍性結腸炎