胞外囊泡是从原核和真核细胞中自然释放的纳米级膜囊泡。囊泡具有良好的药代动力学以及穿透生理屏障的能力，是生物活性化合物纳米递送系统的理想载体。然而复杂的分离步骤和低的分离效率是其大规模应用的主要限制，这对于将其用于食品营养因子的封装是巨大的挑战。此外，通过纳米技术构建食品营养因子载运体系已经取得巨大的进展，多种纳米载体（如纳米乳液，纳米颗粒，纳米胶束等）已被设计并应用于增强食品功能因子稳定性，提高生物利用度或用于特殊疾病位点的靶向释放。然而，纳米载体独特的物理化学性质，纳米颗粒与多种生物成分（如血液、血浆蛋白、组织、细胞）具有潜在的相互作用，这些相互作用会在一定程度上影响纳米体系在体内的药代动力学、生物分布和生物安全性。近日，大连工业大学食品交叉科学研究院谭明乾教授课题组利用工程化囊泡构建食品功能因子递送体系领域取得重要进展，相关论文连续发表在生物材料顶级期刊Biomaterials (Q1，IF: 15.304)和食品领域重要期刊Food & Function (Q1，IF: 6.317)上，苏文涛教授为通讯作者，19级博士研究生梁铎为第一作者。
4月9日，生物材料顶级期刊Biomaterials (Q1，IF: 15.304) 发表了题为“Engineering fucoxanthin-loaded probiotics‘ membrane vesicles for the dietary intervention of colitis”的研究性论文（DOI:10.1016/j.biomaterials.2023.122107）。该研究以植物乳杆菌为原料，结合物理场辅助技术构建工程化囊泡-岩藻黄质递送体系，验证了其体内生物安全性和对结肠炎的营养干预效果。研究结果为大规模高效制备用于构建食品营养因子递送系统提供一种策略，在特殊疾病的营养干预中具有潜在的应用前景。实验结果表明，工程化制备的囊泡具有典型的囊泡结构，平均粒径为124 nm。与传统超速离心提取方式相比，产量提升150倍左右；体外细胞实验表明，岩藻黄质-囊泡递送体系缓解了H2O2引起的细胞活力，T-AOC，GSH水平下降，降低了脂质过氧化产物MDA水平；此外，对LPS诱导的巨噬细胞炎症也展现出良好的抗炎效果；体内研究结果表明，岩藻黄质-囊泡递送体系可以有效地缓解结肠炎导致的小鼠结肠组织损伤，调节组织抗氧化及炎症因子，促进巨噬细胞极化，对小鼠结肠内环境具有调节作用。这项研究为大规模制备食品生物活性化合物递送体系提供新策略，并有望应用于疾病的营养干预。
图1 工程化-岩藻黄质载运体系在干预小鼠结肠炎的应用
图2 岩藻黄质-囊泡递送体系通过调节组织抗氧化及炎症因子缓解溃疡性结肠炎3月22日，食品领域重要期刊Food & Function (Q1，IF: 6.317) 发表题为“Engineering probiotics-derived membrane vesicles for encapsulating fucoxanthin: evaluation of stability, bioavailability, and biosafety”的研究性论文（DOI:10.1039/D2FO04116B）。该研究通过体外和体内实验，验证了工程化囊泡-岩藻黄质递送体系的生物安全性。结果表明，工程化膜囊泡及岩藻黄质-囊泡递送体系具有良好的血液相容性，口服岩藻黄质-囊泡递送体系主要在肠道蓄积；其次，选用健康的Kunming鼠为模型，连续7天对小鼠口服灌胃高、中、低剂量的纳米递送体系，结果显示，对健康小鼠灌胃口服高、中、低剂量的工程化膜囊泡及岩藻黄质-囊泡递送体系，不会对小鼠造成全身性毒副作用，小鼠体指标，血常规指标稳定，小鼠的主要器官无明显的病理变化，器官指数稳定，肝、肾代谢功能未受影响。此研究确定了岩藻黄质-囊泡递送体系的生物安全性，为其在食品工业的应用上奠定基础。
图3 工程化囊泡-岩藻黄质载运体系的生物安全性评价
图4 岩藻黄质-囊泡递送体系在小鼠体内的生物分布
图5 小鼠肝、肾功能临床生化指标梁铎 (liangduo1221@163.com)，大连工业大学食品学院/国家海洋工程技术研究中心2019级博士生。以第一作者在Biomaterials, Crit. Rev. Food Sci. Nutr., JAFC, Food Funct.等国际期刊发表SCI论文6篇，影响因子总计超过50。主要从事研究领域：新型食品功能因子递送体系的构建及应用研究。苏文涛，大连工业大学教授，博士生导师。中国毒理学会毒理学替代法与转化毒理学专业委员会青年委员，中国生物医学工程学会高级会员，ESCI收录期刊The Innovation青年编委。主要研究方向：基于海洋多酚的海洋功能性食品研发、微流控芯片系统与食品营养递送。获中国科学院院长奖，入选大连市青年科技之星，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、省市级项目7项。发表学术论文60余篇，近五年以第一作者或通讯作者在Biomaterials, Crit. Rev. Food Sci. Nutr.、Trends Food Sci. Tech.、Compr. Rev. Food Sci. Food Saf.、Trends Analyt. Chem.、JAFC等杂志发表SCI收录论文20余篇，获授权11项。
谭明乾，大连工业大学教授，博士生导师，食品交叉科学研究院院长，国家杰出青年科学基金获得者，享受国务院特殊政府津贴，入选辽宁省百千万人才工程“百人层次人才”、辽宁省科技创新领军人才，任中国食品学院联盟专家委员会委员、海产品精深加工产业共性技术创新平台技术委员会委员，辽宁省食品科学技术学会理事、SCI收录期刊Food Science and Human Wellness编委、《食品科学》青年编委。研究方向为食品功能因子稳态化靶向递送与精准营养、食品加工过程营养素结构转化与相互作用机制。在Biomaterials、Chem Eng J、J Control Release、Crit Rev Food Sci Nutr、Trends Food Sci Tech、JAFC、JACS、Adv. Healthcare Mater等学术期刊上发表第一及通讯作者文章150余篇，H指数40，主编英文专著1部，授权国家发明专利12件。承担国家重点研发计划项目1项，国家自然科学基金项目3项，国家重大科学仪器设备开发专项1项，中央引导地方科技发展专项1项，省市级项目3项。以第一完成人身份获得辽宁省自然科学二等奖。Engineering fucoxanthin-loaded probiotics' membrane vesicles for the dietary intervention of colitis, Biomaterials. 2023 Apr 9;297:122107. doi: 10.1016/j.biomaterials.2023.122107.Engineering probiotics-derived membrane vesicles for encapsulating fucoxanthin: evaluation of stability, bioavailability, and biosafety, Food Funct. 2023 Mar 31. doi: 10.1039/d2fo04116b.外泌体资讯网 Biomaterials|大连工业大学食品交叉科学研究院谭明乾教授课题组：工程化岩藻聚糖负载益生菌膜起源的囊泡用于结肠炎饮食干预
