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一种喷雾干燥的牛奶细胞外囊泡新制剂,具有长期免疫调节活性和功能稳定性

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牛奶不仅仅是食物

大多数人把牛奶看作钙和蛋白质的来源,但它还携带着能够影响免疫系统行为的微小天然包裹体。这些被称为细胞外囊泡的结构,有助于抑制肠道炎症,将来有望被开发成对溃疡性结肠炎等疾病温和的治疗手段。问题是这些脆弱结构通常需要存放在超低温冰箱中,这在现实医疗应用中并不方便。这项研究展示了科学家如何将牛奶中有益的微观货物转化为常温可储存的粉末,并在室温下保持活性超过一年。

隐藏在牛奶中的微小信使

牛奶含有无数由类脂膜组成的纳米级囊泡,内含蛋白质和遗传物质。这些天然信使能在消化道的恶劣环境中存活,并将货物递送给肠上皮细胞和免疫细胞。早期工作表明,牛奶囊泡能够抑制炎症并支持肠道稳态,无论是在体外模型还是动物中均有证据。然而,要把它们用作实用的健康产品,就必须在不依赖昂贵冷冻设备或反复冻融造成损伤的情况下进行储运。作者旨在设计一种简单、稳健的方法,将这些囊泡干燥成粉末,同时保持其结构和抗炎活性。

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把液态牛奶变成治愈粉末

研究人员首先通过一系列离心步骤从生牛奶中分离出囊泡,以去除脂肪、细胞和碎屑,最终得到富集的囊泡组分,悬浮在盐溶液中。随后他们将该悬液与两种常见的食品与药用成分混合:甘露醇(一种糖醇)和亮氨酸(一种氨基酸)。这些成分起到保护骨架的作用,帮助形成固体颗粒并保护囊泡免受热和湿气损害。研究团队采用一种工业上熟悉的方法——喷雾干燥,将混合液喷入温暖的气流中,使液滴瞬间变成微小干颗粒或微粒,将囊泡包裹其中。

囊泡能否经受住这一过程?

为检验干燥过程是否损伤囊泡,团队将干燥样品与原始液体样品进行了比较。在电子显微镜下,干粉呈现出略微塌陷的球形颗粒,直径约为11–20微米,即使在货架放置18个月后也几乎不结块。将粉末复水后,出现的囊泡在大小和形态上与新鲜囊泡相似,仅在大颗粒聚集体上略有增加。蛋白质、RNA和DNA含量测量未见显著损失,囊泡的典型分子标志仍然存在。即便是极微量的细菌污染物(内毒素),可能引发炎症的水平也保持很低,并未在未被刺激的细胞中触发免疫反应。

将粉末付诸检验

关键问题是这些复水后的囊泡是否仍能抑制炎症。科学家在实验室培养的人类免疫细胞系上进行了测试,首先确认液态和喷雾干燥囊泡在现实剂量下均被良好耐受,对细胞存活影响微小。然后他们用标准的化学信号诱导细胞产生炎症反应,触发促炎分子基因的高表达。当用新鲜囊泡或存放6个月或18个月的粉末复水得到的囊泡处理时,细胞对这些促炎基因的活性显著降低。在某些长期处理实验中,来自存放粉末的囊泡甚至表现优于新鲜囊泡。对照实验显示,单独的甘露醇和亮氨酸并无此类效果,证实了镇静作用来自牛奶囊泡本身。

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从乳制品副产物走向未来的肠道支持

这项工作表明,牛奶中天然的抗炎信使可以被制成一种简单的干粉,并在室温下至少保持一年半的功能稳定性。对非专业读者而言,关键信息是:一种熟悉的食物来源可以转化为实用且持久的成分,未来可能有助于缓解肠道炎症或支持免疫健康,作为补充剂、功能性食品添加剂或潜在药物。尽管仍需在动物和人体中进行进一步测试,该方法为乳制品增值提供了途径,并为基于人体自身微观信使的廉价、常温稳定疗法打开了大门。

引用: Mecocci, S., Rampacci, E., Stincardini, C. et al. A novel spray-dried milk extracellular vesicles formulation with long-term immunomodulatory activity and functional stability. Sci Rep 16, 14495 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37320-5

关键词: 牛奶细胞外囊泡, 喷雾干燥粉末, 肠道炎症, 口服递送, 免疫调节