益生菌外囊泡的“秘密武器”：miR-9394b重塑代谢-免疫对话，精准缓解肠炎

溃疡性结肠炎（UC）是全球日益严重的健康负担，亟需新型治疗策略。本研究发现，从母乳喂养婴儿肠道分离的副干酪乳杆菌（LPC）及其胞外囊泡（LPC-EVs）可通过多靶点机制缓解DSS诱导的小鼠结肠炎,

主要研究结果如下：

1. 副干酪乳杆菌及其胞外囊泡缓解结肠炎：筛选与表型验证

从四种婴儿来源乳杆菌中筛选出LPC作为最优菌株。在DSS结肠炎小鼠模型中，LPC及LPC-EVs均能显著缓解体重下降、降低疾病活动指数、恢复结肠长度、减轻组织病理损伤，并增强肠道屏障功能（上调Occludin、ZO-1和Muc2 mRNA表达）。同时，两者均显著抑制TLR4/NF-κB通路，降低IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎因子并升高抗炎因子IL-10。菌群分析显示，LPC和LPC-EVs均能提高菌群多样性，富集阿克曼氏菌、瘤胃球菌科、真杆菌等有益菌，抑制大肠杆菌等潜在致病菌。

图1 口服四种乳酸杆菌菌株可缓解DSS诱导的小鼠结肠炎。

2. LPC-EVs的形态、组成及体内分布：纳米级“信使”的特征

电镜观察发现，只有LPC表面呈现明显的出芽结构，而其他三株菌表面光滑，提示EVs可能是LPC发挥功能的关键。通过差速离心和超速离心成功分离出平均粒径174.6 nm的LPC-EVs（TEM和NTA证实）。LPC-EVs携带核酸（含85种miRNA）和蛋白。体内示踪实验显示，口服DiR标记的LPC-EVs在胃肠道可滞留长达24小时，主要分布于肠道，少量信号在肝脏和肾脏被检测到。

图2 LPC的形态学、基因组及外泌体（EV）特征分析

3. miR-9394b靶向iNOS，将精氨酸代谢从NO导向鸟氨酸

非靶向代谢组学显示，LPC-EVs处理显著升高结肠组织中鸟氨酸水平，并呈上调多胺趋势，同时KEGG富集分析显示精氨酸和脯氨酸代谢为最主要受影响通路。机制层面，miRNA测序鉴定出miR-9394b为丰度最高的miRNA，且预测可靶向iNOS的3‘UTR。双荧光素酶报告实验证实miR-9394b直接与iNOS 3’UTR结合。在LPS刺激的肠上皮MODE-K细胞中，LPC-EVs或miR-9394b mimics均能显著下调iNOS表达、降低NO水平、上调紧密连接蛋白。LPC-EVs还能上调Arg2表达，而miR-9394b mimics对Arg2无影响，提示LPC-EVs通过miR-9394b抑制iNOS，同时可能通过其他成分协同调节Arg2。

图3 LPC-EVs及其microRNA载荷对结肠上皮组织及MODE-K细胞代谢的影响

4. 鸟氨酸作为代谢信使介导肠上皮-巨噬细胞免疫对话

在Transwell共培养系统中，LPC-EVs处理的MODE-K细胞能显著下调RAW264.7巨噬细胞的iNOS、IL-6和TNF-α，上调Arg1。免疫荧光证实CD86（M1）下降、CD206（M2）上升。而直接LPC-EVs处理巨噬细胞则无此效应。进一步发现，LPC-EVs或miR-9394b mimics处理MODE-K细胞可升高培养上清中的鸟氨酸水平；外源补充2 mM鸟氨酸能直接重现LPC-EVs对巨噬细胞的调控效果（抑制iNOS、IL-6、TNF-α，上调Arg1）。综合以上，LPC-EVs通过miR-9394b靶向肠上皮细胞iNOS，将精氨酸代谢从NO推向鸟氨酸，升高胞外鸟氨酸浓度，进而通过代谢信号间接诱导巨噬细胞向M2抗炎表型极化。

图4 LPC-EVs与鸟氨酸对巨噬细胞极化及炎症标志物表达的调控作用

研究首次系统揭示了益生菌胞外囊泡通过递送miRNA直接重编程宿主肠上皮细胞代谢，进而通过代谢产物（鸟氨酸）远程调控免疫细胞的“代谢-免疫轴”新模式。这一发现突破了传统认为益生菌主要通过菌群或免疫调节发挥作用的认知框架，将EVs-miRNA-代谢重编程-免疫对话串联成一条完整的治疗链路。值得注意的是，miR-9394b仅靶向iNOS而不影响Arg2，说明LPC-EVs中可能还有其他活性成分协同调节Arg2以达成更高效的代谢重塑。该机制中，鸟氨酸不仅是多胺合成的前体促进上皮修复，更作为代谢信号分子参与了肠上皮与巨噬细胞之间的信息传递。这种“由内而外”的调控路径为UC治疗提供了新思路：未来可通过工程化EVs靶向递送miR-9394b或其模拟物，精准调控局部代谢微环境。当然，本研究也存在局限：所有动物实验仅在雄性小鼠中开展，性别差异效应尚待验证；EVs的进入途径和内化效率尚未系统解析；此外，miR-9394b是否影响其他靶基因及是否存在脱靶效应尚需深入评估。尽管如此，该研究为基于细菌EVs的“无细胞”精准治疗提供了坚实的理论基础和转化方向。

参考文献：Ding, H., Zhang, H., Li, D. et al.miR-9394b from Lactobacillus paracasei extracellular vesicles targets iNOS to reprogram host NO-ornithine metabolism and ameliorate DSS-induced murine colitis.npj Biofilms Microbiomes(2026).