这是《肠道产业》第297篇文章
编者按：
食物为我们的机体提供了各种各样的营养素，然而近年的研究发现，食物中的非营养素可能对机体也起着重要的作用，比如miRNA。
今天，我们特别编译了最新发表的NatureOutlook中的关于食物中miRNA如何影响宿主健康的文章。希望本文能够为诸位读者带来一些启发与帮助。
食物提供的不止是营养素？
在2011年9月之前，JanosZempleni一直将精力集中于弄清楚哺乳动物如何利用像维生素这样的化学物质，但当时一篇刚在网上公开的新研究改变了这一切。
Zempleni是美国内布拉斯加大学的分子营养学家，和许多其他学者一样，他受到了这篇发表于CellResearch杂志的研究的冲击。这项研究表明，食物除了提供营养素，还提供了一些其它物质——吃下去的植物“信息”能够调节哺乳动物基因的表达1。
在深入研究了这篇文献之后，Zempleni开始追踪膳食成分中可能会发生转移的遗传物质，并尝试确定这种现象的发生有多广泛。
KennethWitwer是马里兰巴尔的约翰霍普金斯医学院的一名分子生物学家，当他读到这篇文献后，他立即意识到了这项工作的潜在意义。
他回忆道：“我当时想，哇，这太惊人了，我也想做这个，我们居然能够从食物中获得除了营养之外的东西，这可能是某种保守的进化方式。”于是，他集结了实验室的一些资源，开始尝试在小型动物试验中验证这一发现。
但是，对发表在CellResearch这项研究的质疑很快出现。
2。
但是另一些研究人员仍然认为，我们吃的东西可以直接影响基因表达，而如果我们能够了解其中的利害，或可帮助我们更好地理解人类与所摄入的食物之间的关系，或者说是帮助人类从食物中获得益处。
图.在水稻上的研究表明，食物中的遗传物质可能会影响基因表达——但是后续的研究不能重复这一发现
外泌体与肠道菌群
在人体内找寻花椰菜中特有的miRNA无果后，Zempleni经历了短暂的失望。不过随即，Zempleni将他的注意力转移到奶汁中的miRNA中。他说：“我们锁定奶汁是因为它对婴儿营养的重要性，而且美国人会喝大量牛奶。”
Zempleni想知道牛奶中的miRNA能否“逃离”胃肠道，但是他很快遇到了问题：miRNA物质本身就会在肠道中被快速分解。
“我们意识到，真正重要的不只是miRNA，”Zempleni说，“同样重要的还有保存这些miRNA的‘壳’。”这种壳是一种泡状容器，被称为外泌体。
Zempleni说：“为了让miRNA具有生物可利用性且能被肠道吸收，它们必须被封装进这些外泌体。”就像其他人发现的那样，脆弱的miRNA必须被装进这些容器中，才能够在细胞之间传输。
外泌体解决了miRNA如何完整存在于宿主消化道中的问题，但是新的挑战是弄明白它们最后怎么出现在机体的不同位置。
为了测试牛奶中的miRNA能否“逃离”小鼠肠道，Zempleni和他的同事设计了一种用荧光物质来标记牛奶外泌体中含有的miRNA的方法，并基于该方法在动物模型中追踪这些荧光标记以确定miRNA的位置。
“这项技术证实，这些装进外泌体胶囊的miRNA会在不同组织中积聚，”他说，“主要是脑部、肝脏和肠道粘膜。”3
这一结果证实了miRNA不仅能够到达近端（肠道壁），也能到达远端部位。基于此，Zempleni开始展开下游实验，以进一步探究含有miRNA的外泌体是如何影响宿主健康的。
Zempleni比较了两组小鼠，一组小鼠给予缺乏游离miRNA和被外泌体包裹的miRNA的饮食；另一组小鼠给予正常饮食。结果他发现，接受缺乏miRNA饮食的小鼠会出现一系列变化，包括认知表现下降，生殖力下降和肌肉生长变化456。
现在，Zempleni正在探究这些变化究竟是由膳食中的miRNA还是其它物质（如除了miRNA之外的外泌体整体或部分组分）造成的。
他和他的同事正在观察一组喂养不含miRNA的母乳的小鼠。未发表的初步结果表明，摄食缺乏miRNA的母乳的小鼠后代存在许多健康和发育问题。如果得到进一步证实，这可能会帮助我们阐明饮食中的miRNA，至少是生命早期母乳中的miRNA，对健康的重要作用。
Zempleni说：“奶汁中的miRNA和外泌体比植物中的具有更高的生物利用性。”他推测这可能有一些进化学的基础背景：“由于婴儿营养的关系，自然界可能使得乳汁中的这些miRNA和外泌体更易被生物利用。”
实际上，Zempleni的许多动物研究是基于外泌体与肠道菌群之间存在互作的这一观点，因为肠道菌群能够通过饮食影响宿主的健康。这也形成了一个假设：肠道菌群可能会参与介导乳源外泌体和哺乳动物宿主之间的细胞通讯。
图.Huang-GeZhang已经证明了葡萄中的类外泌体可以传递治疗性RNA。
外泌体还是类外泌体？
7。
关于该研究《》做过相关报道：
Cell子刊：外泌体miRNA——植物食物影响肠道菌群的新机制CellHostandMicrobe——[15.753]
①肠道细菌可有偏好的吸收植物外泌体样纳米颗粒（ELN），与ELN脂质组成有关；②生姜ELN易被乳杆菌吸收，所含RNA可调节鼠李糖乳杆菌（LGG）的基因表达和代谢物，影响菌群组成和宿主生理；③gma-miR396e可下调LGG转录抑制子LexA，促进LGG生长；④mdo-miRNA7267-3p可下调LGG单加氧酶ycnE，促进生成吲哚-3-甲醛，经激活芳香烃受体通路诱导IL-22，改善小鼠肠道屏障、减轻结肠炎；⑤miR167a-5p可下调LGG菌毛蛋白SpaC，防止LGG在肠黏膜聚集和入侵。
Plant-DerivedExosomalMicroRNAsShapetheGutMicrobiota
2018-10-25,doi:10.1016/
根据Zhang的研究，当类外泌体进入哺乳动物体后，哺乳动物肠道中具有不同特性的细胞会有偏好性地吸收这些类外泌体。比如肠道干细胞会吸收葡萄中的类外泌体，而生姜、胡萝卜和西柚中的类外泌体则会进入肠道相关的巨噬细胞89。
Zhang认为这些类外泌体中的miRNA可能在之前的研究中被错误地认为是影响宿主健康的唯一原因。
他表示，因为类外泌体是由蛋白质、脂肪、RNA和多糖共同组成的，所以这些物质可能同时在发挥效应。他说：“一个囊泡携带的诸多物质可以同时被同一个细胞吸收，因此，我们能够看到多种分子通过不同的通路起到调节作用。”
此外，Zhang说，相比于植物类外泌体，牛奶外泌体的纯化极具挑战性，生产大量的外泌体成本也更高。
Yu说：“人们起初聚焦于miRNA，因为这是一种新的成分，而蛋白质和脂肪并不那么令人兴奋，但是我们应该尝试研究囊泡中的所有成分，而不是只专注于吸引眼球的那些。”
Yu认为，在植物中的类外泌体投入医疗用途之前，仍然有非常多需要了解。她的实验室发现，从不同的市场上购买的生姜中含有不同的类外泌体，从而会造成不同的结果10。不同的囊泡可能会具有强烈或轻微的抗炎作用，甚至还有一些囊泡可能具有促炎作用。
“这其中存在矛盾，所以如果我们想在治疗中使用这些膳食中的囊泡，必须要非常小心，”她说，“我想要进一步确认其中的活性物质。”
不过，Zempleni则认为乳源外泌体的应用前景光明。
“如果你用乳源外泌体作为癌症药物的载体，那么你可以利用它们把药物输送到癌症病人的肿瘤部位——即便药物本身并没有很好的生物利用率或是并没有十分稳定，”Zempleni说，“这是最近的大新闻。”
事实上，马萨诸塞州波士顿的PureTechHealth已经在与药物巨头罗氏合作，开始研究利用乳源外泌体作为药物输送载体的前沿技术了。
总之，我们最终的目标是学习食物与我们交流的语言，并探索miRNA是否是这一交流的关键。
参考文献：
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1.Zhang,,107–126(2012).
2.Tosar,,Rovira,C.,Naya,,,754–757(2014).
3.Manca,,11321(2018).
4.Mutai,E.,Zhou,,,(2017).
5.Mahrou,S.,Xie,F.,Wood,,,(2016).
6.Parry,(2019).
7.Teng,,637–652(2018).
8.Songwen,,1345–1357(2013).
9.Mu,,1561–1573(2014).
10.Chen,X.,Zhou,,,2690–2699(2019).
作者｜KristinaCampbell
编译｜C。
审校｜617
编辑｜笑咲
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联系人：何隽
