最新研究：苹果来源纳米囊泡可重塑肠道菌群代谢、抑制胶质细胞炎症反应，成为肠-脑轴正向调节剂！

我们每天都在吃苹果，但可能从未真正理解它。

苹果是全球消费最广泛的水果之一。我们都知道它富含多酚、果胶和抗氧化剂，常被推荐为健康饮食的一部分。但一个根本性的科学问题长期被忽视：

我们吃下去的苹果，除了提供维生素和膳食纤维，是否还在以一种我们完全不知道的方式，与我们的神经系统对话？

过去十年，科学家发现植物会释放一种纳米级的脂质囊泡——植物来源细胞外囊泡（PDEVs）。这些囊泡包裹着蛋白质、RNA、代谢物和抗氧化分子，能够抵抗消化道的降解，被哺乳动物细胞摄取，并在跨物种层面发挥生物调控作用。

换句话说：我们吃水果，可能不只是吃营养，还在「接收」植物发出的生物信息。

那么，苹果来源的细胞外囊泡（以下简称ADEVs），是否能够通过最近大热的「肠-脑轴」影响我们的神经免疫系统？

2026年4月21日，意大利费拉拉大学的研究团队在《Phytomedicine》（IF=8.3）上发表了题为“Apple Derived Extracellular Vesicles as Positive Modulators of Glial Inflammation and Gut–Brain Axis Signaling”的研究论文，针对这一问题给出了明确答案。该文章发现苹果来源的细胞外囊泡（ADEVs）能够通过重编程肠道微生物代谢（促进糖酵解转变）、增强肠道屏障完整性并特异性调节胶质细胞炎症反应，从而作为肠-脑轴的正向调节剂发挥作用。

一、研究思路

从物理结构到动物体内，层层递进。

这项研究的设计非常严谨，采用了从结构到功能、从体外到体内、从短期到长期的递进式策略：

➤先看ADEVs长什么样、含有哪些成分（NTA、电镜、拉曼光谱）

➤看它是否安全——会不会破坏血脑屏障？

➤看它作用谁——是作用于神经元，还是胶质细胞？

➤看它能否抗炎——在炎症状态下能否抑制胶质细胞释放炎症因子？

➤看它能否当药物载体——能不能把神经药物送进目标细胞？

➤看它如何影响肠道菌群——短期和长期分别发生了什么变化？

➤最后在动物身上做探索性验证——IBD犬的血浆神经化学指标是否改变？

 

二、核心结论

1、ADEVs是装载多种活性分子的天然纳米囊泡

通过超速离心法获得的苹果来源细胞外囊泡（ADEVs），使用纳米颗粒追踪分析（NTA）进行物理表征（图1A），结果显示，ADEVs直径主要分布在184 nm左右，在105-200 nm区间高度富集，与已知植物来源细胞外囊泡（PDEVs）的典型尺寸一致。

扫描电子显微镜（SEM）进一步证实，ADEVs呈完整、球形、膜结合结构，直径约180 nm，表面光滑连续，无聚集或破裂，表明分离后结构完整性良好（图1B）。

此外，研究检测到植物EVs的标志性蛋白组分：Exo70、TET8和TET3，从分子层面确认了ADEVs的囊泡身份（图1C）。拉曼光谱分析（Fig. 1D及inset）直接证明，ADEVs内部携带了多种功能性成分：如脂质、糖类、RNA、苹果酸、槲皮素和类胡萝卜素等多种活性分子，是一个功能集成的天然纳米植物复合体，而非空壳载体。

 

（A） ADEVs的纳米颗粒追踪分析（NTA），显示颗粒浓度（颗粒/毫升）和粒径分布。

（B） ADEVs的代表性扫描电子显微镜（SEM）图像。比例尺：1 µm。

（C） ADEVs的蛋白谱分析显示囊泡相关蛋白Exo70、TET8和TET3富集，证实了所分离结构的囊泡性质。

（D） ADEVs的拉曼光谱。插图中标出了特定分子的指纹信号，包括脂质、碳水化合物、糖分子、RNA、蛋白质和抗氧化代谢物。

 

2、ADEVs不破坏血脑屏障，反而增强其稳定性

这表明ADEVs不仅没有破坏BBB，反而在48小时后显著增强了屏障的完整性。而且这种增强作用并非通过上调紧密连接的转录水平实现，可能涉及更复杂的翻译后或功能性调节机制。这些发现表明ADEVs与内皮屏障系统的生物相容性，支持其在植物医学导向策略和屏障靶向干预中的潜在应用。

细胞屏障完整性。（A）人脑微血管内皮细胞（hBMECs）单层跨内皮电阻（TEER）：未处理组（白色）与ADEV处理组（灰色）在24、48和72小时后的比较。星号表示与对照组相比差异显著（p < 0.05，n = 3个生物学重复）。（B-D）未处理组与ADEV处理组hBMECs中（B）OCLN、（C）CLDN1和（D）ZO-1的mRNA表达水平（以GAPDH为内参，归一化为对照组百分比）。实验组间未观察到显著差异，数据以均值 ± 标准差表示（n = 3）。

 

3、ADEVs在胶质瘤细胞系中表现出选择性摄取与抗炎效应

这是整篇研究最具区分度的发现。研究团队选用了两种人源神经细胞系：T98G（胶质细胞样，高内吞活性）和SH-SY5Y（神经元样）。

在摄取效率方面（Fig. 3A–B），T98G细胞中出现大量点状、明亮的红色荧光，呈核周聚集分布，符合典型的内吞模式；而SH-SY5Y细胞仅呈现微弱、弥散的荧光信号。定量分析显示，T98G对ADEVs的摄取量显著高于SH-SY5Y（p < 0.05），表明ADEVs与胶质瘤细胞系具有更强的相互作用。

然而，摄取不等于功能激活。在钙信号响应方面（Fig. 3C–J），T98G细胞中ADEVs诱发快速、瞬时的钙信号，峰值高但迅速恢复基线；而SH-SY5Y细胞中，ADEVs处理后钙信号完全没有偏离基线。定量分析进一步证实，T98G中ADEVs诱导的钙信号AUC和峰值均显著高于基线，而SH-SY5Y中两者均无统计学差异。在功能层面，ADEVs在静息状态下不诱导T98G细胞产生炎症因子，但在TNF-α激活的炎症状态下显著抑制IL-6、IL-8和IL-1β的分泌（Fig. 3K）。这种“病理选择性抗炎”效应，提示ADEVs可能作为间接的、肠-胶质轴相关的神经免疫调节候选物。

综合以上体外细胞模型的结果可以看出，ADEVs的作用具有明显的细胞类型选择性：它们更倾向于与T98G胶质瘤细胞系相互作用并调节其炎症反应，而在SH-SY5Y神经元样细胞中几乎不产生功能性响应。 这为理解ADEVs可能通过影响胶质细胞而非直接作用于神经元来间接调节神经功能，提供了重要的体外实验依据。

图3. ADEVs在中枢神经系统中的细胞类型特异性

 

（A） T98G胶质细胞和SH-SY5Y神经元摄取红色荧光标记ADEVs的代表性图像。白色箭头指示ADEVs。比例尺：10 µm。

（B） ADEVs摄取量定量分析显示，T98G细胞的摄取量显著高于SH-SY5Y细胞（p < 0.05）。

（C-D） T98G细胞中，组胺（阳性对照）和ADEVs均诱发钙信号。

（G-H） SH-SY5Y细胞中，CCCP（阳性对照）诱发显著钙信号，但ADEVs无响应。

（E-I） 钙信号总量（AUC）定量分析。

（F-J） 钙信号峰值幅度定量分析。

（K） T98G细胞炎症因子分泌：ADEVs本身不诱导炎症因子；在TNF-α刺激下，ADEVs显著抑制IL-6、IL-8和IL-1β的分泌（p < 0.05）。

 

4、ADEVs重塑肠道菌群代谢——促糖酵解、抑蛋白发酵

这是整篇研究机制层面最核心的发现。研究团队通过短期（48小时）和长期（3周）结肠模拟系统，评估ADEVs对肠道菌群代谢的影响。

短期结果显示，中等浓度ADEVs使pH维持在生理范围（5.99-6.62），显著升高乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸，同时降低支链脂肪酸和氨（蛋白发酵的标志物）。高浓度则导致过度酸化和代谢紊乱。

长期结果显示，ADEVs在远端结肠持续升高乙酸和丙酸，同时降低氨和支链脂肪酸，且不改变菌群总体数量。丁酸盐反而下降，提示ADEVs可能优先驱动丙酸生成通路。

综合来看，ADEVs在适宜剂量下能够将菌群代谢从“蛋白发酵”转向“糖类发酵”，这是一个被普遍认为更有利于肠道和全身健康的代谢转变。

图4. 苹果来源细胞外囊泡（ADEVs）对结肠微生物发酵的剂量依赖性调节作用。

 

（A）与ADEVs共同孵育48小时后，腔内pH值的变化。

（B-D）微生物碳水化合物分解代谢的主要产物——短链脂肪酸（SCFAs）的生成量：（B）乙酸、（C）丙酸、（D）丁酸。

（E、F）蛋白分解发酵产物：（E）支链脂肪酸（BCFAs）及（F）铵离子的生成量。数据表示为整个处理期间的平均值±标准差（n=8）。星号表示与对照组相比具有统计学显著性差异（p<0.05）。

 

5、ADEVs在体内与肠-脑信号分子变化相关

研究团队在67只诊断为炎症性肠病（IBD）的犬中进行了一项探索性观察研究。结果显示，约35%的犬在口服ADEVs 8周后，血浆5-羟色胺（5-HT）水平较基线显著升高。5-HT是一种主要由肠道嗜铬细胞产生、参与肠-脑通讯的关键神经递质。需要强调的是，这是一项非随机、无安慰剂对照的观察性研究，5-HT主要来源于肠道而非中枢，因此不能证明因果关系。但这一结果提示，ADEVs可能通过调节肠道环境间接影响肠-脑神经化学信号，为后续研究提供了重要的假设生成依据。

图5. ADEVs介导的脑-肠轴中的血清素转运

（A） 临床诊断为炎症性肠病且对ADEV给药有反应的犬只。

（B） 有反应犬只在ADEV给药后两个月内的血浆血清素水平。n = 3个生物学重复，统计分析采用单因素方差分析 followed by Tukey多重比较检验。技术重复在分析前已取平均值，*p < 0.05。

综合来看，这项研究表明，苹果来源的细胞外囊泡（ADEVs）并非简单的营养载体，而是一个功能集成的天然纳米植物复合体。它能够在人胶质瘤细胞系（如T98G）中表现出优先摄取与功能响应，在炎症状态下发挥抗炎作用，同时保护血脑屏障、重塑肠道菌群代谢，并最终与肠-脑神经化学信号的变化相关联。虽然从实验室发现到真正应用于人类健康还有很长的路要走，但这项研究为我们理解“吃苹果”这件事打开了一扇全新的大门——我们摄入的每一口食物，可能都在以一种我们尚未完全认知的方式，与我们的身体进行着跨物种的生物对话。

 

文献来源：Maria Pia Cavaleri, Luna Ardondi, Ilaria Vitali, et al. Apple Derived Extracellular Vesicles as Positive Modulators of Glial Inflammation and Gut–Brain Axis Signaling, Phytomedicine, 2026, 158232.