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J Nanobiotechnology|湖南中医药大学李玲:桔梗外泌体样纳米颗粒改善急性肺损伤的作用机制

急性肺损伤(ALI)通常由严重的呼吸道感染引起,其特征是肺泡结构破坏、细胞因子积累、不可控的炎症反应等,巨噬细胞极化在ALI发生发展过程中起重要作用,同时与细胞代谢密切相关。桔梗被称为“肺之舟楫”,具有抗炎、抗肿瘤、免疫调节等药理作用。追溯中医药学起源发现,中药鲜药富含充足的天然液汁,能最大程度地保存所含的活性成分,对于炎症性疾病疗效良好。植物外泌体样纳米颗粒是由新鲜植物细胞主动释放的纳米级膜囊泡,在细胞间和种间起着信息交流和物质传递的作用。药用植物来源的外泌体样纳米颗粒包裹了其同源植物的药效物质,可以极大地提高生物利用度,这也许是中药鲜药发挥优效性的一大重要方式。

近日,湖南中医药大学李玲教授团队Journal of Nanobiotechnology杂志上发表题为“Platycodon grandiflorum exosome-like nanoparticles: the material basis of fresh platycodon grandiflorum optimality and its mechanism in regulating acute lung injury”的论文,主要介绍了来自新鲜药用植物桔梗的外泌体样纳米颗粒缓解肺部炎症的作用及其相关机制。 第一作者付靖敏,共同第一作者刘卓琳、冯芷莹,第一通讯作者李玲教授,共同通讯作者卢芳国教授、宁毅教授。

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这项研究聚焦传统中药"肺之舟楫"桔梗的抗炎特性,从中药鲜用角度出发,首先明确了桔梗鲜药对比桔梗干品抗急性肺损伤的优效性,并进一步通过超速离心结合蔗糖梯度离心法从新鲜桔梗中分离制备出桔梗外泌体样纳米颗粒(PGLNs),通过蛋白质组学等分析方法证明PGLNs中含有丰富的蛋白质、RNA等活性成分,毒理分析结果表明PGLNs溶血性低,生物相容性良好,展现出优异的天然药物递送潜能。动物实验发现PGLNs可以显著缓解肺部炎症, 细胞验证和代谢组学分析进一步显示PGLNs可通过调节巨噬细胞代谢重编程和M1/M2极化表型转换,从而有效抑制炎症级联反应。

该研究创新性揭示了植物外泌体样纳米颗粒-动物细胞之间的“跨界通讯”,阐明了来自药用植物桔梗的外泌体样纳米颗粒参与调控免疫与代谢抗炎症损伤的机制,并为肺部炎症性疾病的有效防治带来新思路,为鲜药的现代化研究提供一种基于“天然纳米药物”的探索思路。

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图A. 研究概述示意图

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图B. PGLNs调节巨噬细胞炎症损伤与极化表型的潜在代谢途径网络图

参考文献:

Platycodon grandiflorum exosome-like nanoparticles: the material basis of fresh platycodon grandiflorum optimality and its mechanism in regulating acute lung injury. J Nanobiotechnology 23, 270 (2025). https://doi.org/10.1186/s12951-025-03331-z

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