本网讯(通讯员 皇甫卫康 刘伯帅)近日,我校动物科技学院史莹华教授团队围绕植物源外泌体样纳米颗粒(plant-derived exosome-like nanoparticles,PELNs)的肠道微生态调控潜力,提出可检验的“候选纳米益生元”概念框架,系统梳理其天然结构、脂质界面与相关活性组分的作用证据,为肠道健康干预提供新思路。相关成果以题为“Plant-derived exosome-like nanoparticles as candidate nano-prebiotics: from structure-enabled delivery to host–microbiota interface remodeling”的综述论文发表于《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》。

肠道健康依赖肠道微生物、黏膜屏障与免疫系统的协同作用。传统益生元通过被宿主微生物选择性利用产生健康获益,但其效果受菌群组成、代谢能力及肠道环境影响。探索兼具天然纳米结构与生物活性的微生态干预策略,为肠道健康研究提供了新方向。
该综述从纳米囊泡结构、来源依赖的脂质界面及相关分子组分三个层面梳理了PELNs的物质基础。天然膜性结构可能保护部分相关组分,脂质界面可能影响其在胃肠道中的局部暴露及与微生物、宿主细胞的相互作用;小RNA、蛋白质、多糖和植物源代谢物等则可能参与功能调控。同时,组分的检出或富集并不能证明其囊泡内定位或独立功能。

图1 PELNs作为候选“纳米益生元”的物质基础与证据评价框架
在概念创新方面,论文比较了传统益生元、工程化纳米益生元与PELNs候选“纳米益生元”的作用模式:传统益生元以微生物选择性利用为核心;工程化纳米益生元侧重改善底物稳定性和递送;PELNs则可能通过天然膜性结构、脂质界面及相关组分参与宿主—微生物界面调节。三者机制可能存在交叉,“候选”也不意味着PELNs已符合传统益生元的正式定义。

图2 传统益生元、工程化纳米益生元与PELNs候选“纳米益生元”的作用模式比较
在作用机制方面,综述归纳了PELNs对微生物功能、相关代谢产物、肠上皮屏障及黏膜免疫的潜在影响。部分植物来源囊泡可能通过脂质界面与肠道细菌相互作用,相关小RNA参与细菌代谢调节,并影响下游宿主反应;PELNs也可能作用于上皮细胞或免疫细胞,调节局部微环境。论文区分了微生物直接调控与宿主作用后伴随的菌群变化,明确不同机制的证据边界。

图3 PELNs调控宿主—肠道微生物界面的代表性作用机制
基于上述证据,论文提出从颗粒结构及组分的功能贡献、菌群或宿主—微生物界面的参与、宿主健康获益三个方面建立证据链,并通过颗粒干预、组分对照和菌群依赖性试验开展因果验证。目前证据仍主要来自临床前研究,颗粒标准化、体内去向、剂量合理性及安全性等问题仍需深入研究。
该成果以“天然纳米结构—界面相互作用—微生物功能调控—宿主健康效应”为主线,明确了“候选纳米益生元”的概念边界与验证路径,为植物源纳米载体的机制研究、功能性植物资源开发及动物营养领域的肠道健康干预提供理论参考。
我校博士生皇甫卫康与刘聪为论文共同第一作者,史莹华教授和刘伯帅为共同通讯作者,刘孟琦、孙浩、朱晓艳、李德锋、崔亚垒、王志昌为论文共同作者。河南农业大学动物科技学院为论文第一署名单位。该论文得到国家现代农业产业技术体系(CARS-33)和河南省自然科学基金项目(262300421477)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1080/10408398.2026.2753614
编辑/黄璞 李培亚 审核/张利冰 签发/陈玺