抗性淀粉纳米粒子成为结肠炎的新威胁？

抗性淀粉（RS）存在于各种天然加工食品和药物中。由于其显著的健康益处，抗性淀粉引起了科学家和消费者的广泛灌注。然而，对于RS颗粒如何在细胞水平上被吸收及其代谢行为的理解有限，导致科学家对长期RS暴露对肠道安全的影响缺乏明确性。在该研究中，作者证明水稻衍生的RS纳米颗粒（RSN）可以通过触发溶酶体胞吐作用导致小鼠结肠炎。研究表明，RSNs通过巨胞饮作用和网格蛋白及小窝蛋白介导的内吞作用进入细胞，并随后激活TRPML1，导致溶酶体钙离子释放。这反过来又触发了TFEB信号通路，从而上调溶酶体胞吐作用水平，导致溶酶体酶被释放到肠腔。结果观察到小鼠杯状细胞数量减少，紧密连接蛋白表达减少，肠道菌群不平衡。这些肠道屏障的损害最终导致了结肠炎的发生。该研究为RS颗粒对细胞生物效应和对肠道健康的有害影响提供了重要见解，并强调了重新评估长期使用RS的安全性的必要性。

抗性淀粉是一种在小肠中未消化的脱脂纤维，以原始形式到达结肠处被常驻微生物发酵。RS能够维持肠道健康、控制血糖水平和血脂水平以及帮助矿物质吸收。RS已广泛用于各种食品种，以增强其健康益处，导致人类频繁接触外源性RS颗粒。由于机械力、胃酸降解和肠道微生物群的酶水解，RSN在胃肠道中发生结构修饰，这些不同结构的RS颗粒，尤其是纳米大小的RSN与肠上皮细胞的相互作用以及随后的生物效应仍然知之甚少。

2024年10月23日，上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系方亚鹏教授团队在ACS Nano在线发表题为“Resistant Starch Nanoparticles Induce Colitis through Lysosomal Exocytosis in Mice”的研究性文章。该研究旨在探讨RSNs的细胞吸收机制及其在小鼠体内通过溶酶体胞吐引发结肠炎的分子机制，为研究食源性（抗性淀粉）纳米颗粒的安全性及功能性研究提供了新视角。

本研究发现，RSNs可通过大分子胞饮、网格蛋白和小窝蛋白介导的内吞作用进入肠上皮细胞。随后，RSNs被运输到溶酶体内并激活TRPML1通道，导致溶酶体钙离子释放，TFEB信号通路被激活，继而触发溶酶体胞吐，将RSNs排至胞外。进一步研究发现，该过程可引起肠道黏膜屏障受损、肠上皮杯状细胞数量减少、紧密连接蛋白表达小件和肠道菌群失衡等一系列肠屏障损伤生物学效应，最终诱发了小鼠结肠炎。这些结果阐明了RSNs细胞代谢的机制及其对肠道健康的不利影响以及减轻这些影响的潜在策略。

该研究探讨了水稻来源的RSNs的细胞内转运和细胞外分泌的潜在机制，阐明了RSNs参与胃肠道疾病发病机制的分子途径。该发现有可能为RSNs对人类健康的影响及其潜在机制提供观点，为食品抗性淀粉及其衍生物的体内安全性评估提供了理论依据。该研究提醒我们，长时间暴露于食物中的纳米颗粒可能对肠道健康带来不利影响，未来食品的研发需要更加全面地考虑RSNs的使用及其对机体代谢的长期潜在影响。

参考文献：Chenglu Peng, Wei Lu, Ran An, et al. Resistant Starch Nanoparticles Induce Colitis through Lysosomal Exocytosis in Mice [J]. ACS Nano. 2024.doi: 10.1021/acsnano.4c10481