急性肺损伤（ALI）是一种多病因引发的复杂临床病症，严重肺炎、脓毒症、创伤等均可能诱发，其核心特征为肺组织炎症（白细胞募集激活）、血管通透性增加（血浆渗漏与组织水肿）及肺泡-毛细血管屏障功能受损（气体交换障碍）。研究发现，ALI患者的全身炎症严重程度与肠道菌群失衡密切相关，“肠-肺轴”作为肠道与肺部双向交流的通路，其介导的肠道菌群向呼吸系统迁移可能参与肺部炎症过程；COVID-19患者的炎症因子水平与肠道菌群组成也存在显著关联，提示肠道菌群可能调控宿主免疫应答，这些研究均表明靶向肠道菌群或可为ALI治疗提供新思路。益生菌作为广泛应用于食品工业的活菌，在多种疾病中可改善症状、调节免疫及肠道菌群组成，甚至能通过肠-肺轴改善病毒性呼吸系统疾病，并在实验性脓毒症、过敏性哮喘等模型中减轻肺损伤。胞外囊泡（EVs）是原核与真核生物中介导细胞通讯的磷脂双分子层结构，可选择性传递核酸、蛋白质等生物活性分子，益生菌来源EVs已被证实具有抗炎、调节免疫等功能，但目前尚无针对革兰氏阳性益生菌EVs对炎症性肺病作用的系统研究。

2025年4月23日，浙江大学医学院附属儿童医院Zheng Jing和Chen Ye团队在国际期刊《Journal of Nanobiotechnology》在线发表题为“Lactiplantibacillus plantarum-derived extracellular vesicles alleviate acute lung injury by inhibiting ferroptosis of macrophages”的研究性论文。探究LpEVs对肺部免疫系统的调控作用及对ALI的缓解效果。

图1 LpEV减轻小鼠肺部炎症和损伤

LPS 诱导 ALI 后，给予 LpEVs 可显著减少肺部炎症细胞浸润、减轻肺泡壁增厚（H&E 染色）；降低肺部 F4/80⁺巨噬细胞与 MPO⁺中性粒细胞数量（IHC）；减少支气管肺泡灌洗液（BALF）中蛋白渗漏与细胞计数；下调 BALF 中 IL-1β、IL-6、TNF-α 等 M1 型炎症因子，上调 IL-10（M2 型因子）；流式细胞术显示 LpEVs 降低 BALF 中 CD11b⁺Ly6G⁺中性粒细胞与 CD11b⁺F4/80⁺炎性巨噬细胞比例，增加 CD11c⁺Siglec F⁺肺泡巨噬细胞比例。

图2 转录组学图谱和差异基因表达分析。

RNA 测序显示，LPS 组与正常组相比有 1679 个基因上调、1639 个下调；LpEVs 干预后，与 LPS 组相比有 131 个基因上调、281 个下调；交集的 160 个差异基因（DEGs）富集于补体凝血级联、细胞因子受体相互作用等免疫相关通路；KEGG 分析发现 LpEVs 可能通过调节代谢通路（尤其是氧化还原相关基因）抑制炎症；LpEVs 可上调肺部 NRF2 及其下游抗氧化基因 HO-1 的蛋白表达（Western blot 与 IHC）。

图3 LpEV促进巨噬细胞向抗炎表型转变

Dio 标记的 LpEVs 可被 MH-S 巨噬细胞摄取（共聚焦与流式）；LpEVs 预处理可降低 LPS 诱导的 MH-S 细胞与骨髓来源巨噬细胞（BMDM）中 IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS 等 M1 基因表达，增加 IL-10、ARG-1、CD206 等 M2 基因表达（qRT-PCR 与 ELISA）；流式显示 LpEVs 减少 LPS 诱导的 CD86⁺M1 细胞比例，增加 IL-4 诱导的 CD206⁺M2 细胞比例。

图4 LpEVs通过递送cbn-let-7调节巨噬细胞中的铁细胞凋亡

mRNA测序显示 LpEVs 中富含 cel-mir-4937（54.7%）与 cbn-let-7（31.1%）；双荧光素酶报告实验证实 cbn-let-7 可靶向结合 Acsl4 的 3’UTR；转染 cbn-let-7 模拟物可抑制 ACSL4 表达、上调 GPX4，抑制剂则相反；LpEVs 干预可升高巨噬细胞中 cbn-let-7 水平，而加入 cbn-let-7 抑制剂后，LpEVs 对 ACSL4 的抑制作用、对 GPX4 的上调作用及对 Fe²⁺的降低作用均被阻断。

本研究证实，植物乳杆菌来源胞外囊泡（LpEVs）可通过抑制巨噬细胞铁死亡缓解 LPS 诱导的急性肺损伤（ALI）：在体内，LpEVs 减轻肺部病理损伤、降低炎症因子水平、恢复抗铁死亡通路（GPX4/SLC7A11）功能；在体外，LpEVs 促进巨噬细胞从促炎 M1 型向抗炎 M2 型极化，并抑制其铁死亡。机制上，LpEVs 通过传递高丰度的 cbn-let-7 miRNA，靶向并抑制铁死亡关键基因 Acsl4，进而阻断巨噬细胞铁死亡过程。该研究揭示了益生菌衍生胞外囊泡在 ALI 治疗中的潜力，明确了 “LpEVs-cbn-let-7-Acsl4 - 铁死亡 - 巨噬细胞极化” 的调控轴，为 ALI 的新型生物治疗提供了新靶点与实验依据。未来需进一步探索 LpEVs 在临床场景中的应用可行性，并深入解析其与宿主免疫系统的相互作用细节。

参考文献：Zhao, Q., Lai, J., Jiang, Y. et al. Lactiplantibacillus plantarum -derived extracellular vesicles alleviate acute lung injury by inhibiting ferroptosis of macrophages. J Nanobiotechnol 23, 307 (2025). https://doi.org/10.1186/s12951-025-03405-y