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醫新觀點

In 醫新觀點

作者：安法醫新抗老科學研究中心 研發長 吳杰浩

你是否曾聽說過「腦腸軸」這個詞？我們的腸道不僅負責消化食物，還擁有一個龐大的神經網絡，被稱為「腸神經系統 (Enteric Nervous System, ENS)」，它與我們的大腦密切互動。近年來，科學家發現帕金森氏症 (Parkinson’s Disease, PD) 這種神經退行性疾病，可能與腸道微生物群的變化有關，甚至可能從腸道開始發展。這種顛覆傳統認知的發現，使「腸道與大腦的關聯」成為神經科學研究的熱門話題。

 

帕金森氏症不只是大腦的問題？

帕金森氏症是一種常見的神經退行性疾病，影響超過 1000 萬人。主要病理特徵是中腦黑質 (substantia nigra) 的多巴胺神經元退化，導致運動障礙，如震顫 (tremor)、動作遲緩 (bradykinesia)、肌肉僵直 (rigidity) 和姿勢不穩。然而，近年的研究顯示，在運動症狀出現之前，患者可能已經歷長期便秘、嗅覺喪失、睡眠障礙等「非運動症狀」，而這些症狀與腸道健康密切相關。

科學家發現，在 PD 患者的腸道內，存在某些特定的細菌變化。例如：

  • 艾克曼菌Akkermansia 增加：因果關係尚不明確，多數為相關性研究。
  • 短鏈脂肪酸 (SCFAs) 產生菌減少（如 Faecalibacterium prausnitzii）：這類細菌能產生具抗炎作用的代謝物，減少可能會加劇神經發炎。
  • 普氏菌科Prevotellaceae 減少：這可能影響多巴胺代謝，進而加重 PD 症狀。

這些變化會破壞腸道屏障，使細菌毒素、異常蛋白 (如 α-突觸核蛋白, α-Synuclein) 以及促炎因子進入中樞神經系統，誘發或加速帕金森氏症的發展。

 

α-突觸核蛋白如何從腸道傳遞到大腦？

α-突觸核蛋白 (α-Syn) 是帕金森氏症的關鍵病理蛋白，它在神經細胞內異常聚集，形成「路易氏體 (Lewy bodies)」，導致神經元死亡。最新研究發現，這種異常蛋白可能最早在腸道神經系統 (ENS) 內形成，然後透過迷走神經 (Vagus Nerve)，以 5-10 毫米/天的速度，逆行傳遞到大腦(圖1)。

這個發現來自於一些動物研究：

  1. 當 α-Syn 在小鼠的腸道內異常聚集時，它會沿著迷走神經移動，最終出現在黑質的多巴胺神經元內。
  2. 研究人員發現，如果切斷迷走神經，這些異常蛋白的傳播會受到阻止，並能降低帕金森氏症的發病風險。

這些證據表明，腸道可能是帕金森氏症發展的「起點」，而不是終點。

 

腸道菌群如何影響帕金森氏症？

腸道微生物透過「腸腦軸 (Gut-Brain Axis)」影響大腦，主要途徑包括：

  1. 免疫系統：腸道菌群影響免疫功能，促炎細胞因子 (如 IL-6、TNF-α) 可進入大腦，引發神經發炎。
  2. 神經傳導物質：某些腸道細菌可產生 GABA、血清素 (5-HT) 和多巴胺，直接影響情緒與運動控制。
  3. 迷走神經傳遞：α-Syn 可沿著迷走神經從腸道傳遞到大腦，促進 PD 進展。
  4. 內分泌系統 (HPA 軸)：腸道菌群影響皮質醇 (壓力荷爾蒙) 水平，間接影響神經系統健康。

腸道菌群的改變，不僅影響帕金森氏症，還與阿茲海默症 (Alzheimer’s Disease, AD)、憂鬱症 (Depression)、自閉症 (Autism Spectrum Disorder, ASD) 以及其他神經退行性疾病有關(圖二)。

 

帕金森氏症的創新治療：從藥物到腸道調控

目前，帕金森氏症的治療方法包括：

  1. 藥物治療
  • 左旋多巴 (Levodopa)：補充多巴胺，但長期使用可能導致運動波動 (ON-OFF 現象)。
  • 多巴胺受體促效劑（如 Pramipexole、Ropinirole）：減少左旋多巴需求。
  • COMT/MAO-B 抑制劑：延長 Levodopa 的藥效，減少 OFF 現象。
  1. 手術治療
  • 腦深層刺激術 (Deep Brain Stimulation, DBS)：又稱腦部深層刺激、深腦刺激，是藉由植入腦深部神經核的電極刺激調控神經迴路，以達改善症狀，顯著減少運動症狀的一種治療(圖三)。
  • 經顱磁振導航聚焦超音波 (MRgFUS, 神波刀)：是一種非侵入性的醫療技術，利用高強度聚焦超音波（HIFU, High-Intensity Focused Ultrasound），在磁振造影（MRI）的精確導航下，對大腦特定區域進行熱能消融治療。臨床應用治療帕金森氏症與本態性震顫（Essential Tremor）瞄準 丘腦腹中間核（VIM, Ventral Intermediate Nucleus），可有效減少震顫症狀。2022 年美國 FDA 批准該技術用於帕金森氏症患者，可精確治療震顫症狀。
  1. 腸道微生物調控
  • 益生菌補充：如 Lactobacillus rhamnosus 可增加 GABA，減少焦慮；Bifidobacterium infantis 可提升血清素，改善情緒。
  • 飲食調控：
    • 地中海飲食：富含抗氧化物，有助降低 PD 風險。
    • 高纖維飲食：促進 SCFA 生成，改善腸道環境。
  • 糞便微生物移植 (FMT)：部分研究顯示，FMT 可改善 PD 動物模型的運動功能，但臨床應用仍在探索階段。

 

結論：重新思考腸道在神經退行性疾病中的角色

帕金森氏症的病因不再局限於大腦，腸道微生物與腦部健康的關聯正在改變我們對神經退行性疾病的認知。透過調控腸道菌群，可能為 PD 的預防與治療開啟新契機。未來，科學家將持續探索益生菌、飲食、FMT 等創新療法，期待為患者帶來更好的生活品質。

參考文獻：

  1. Molecular Medicine PTS 24: 734, 2021
  2. Journal of Biomedical Science (2022) 29:54
  3. Front. Neurosci., 04 August (2023) Sec. Gut-Brain Axis

 

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作者：安法醫新抗老科學研究中心 研發長 吳杰浩

外泌體霧化治療改善肺功能

    外泌體(Exosome)是微小的結構，在細胞之間傳遞訊息方面發揮著至關重要的作用。這些結構包含各種分子，包括蛋白質、脂質和核酸，並已被證明具有多種治療功效。外泌體霧化治療採用專門的霧化器將外泌體直接輸送到鼻腔跟肺部，這種遞送方法可確保外泌體精確靶向並提供最大的治療效果。

    外泌體霧化治療已被證明具有多種益處，包括增強肺功能、減少發炎和促進組織修復。它也被證明可以成功治療各種呼吸系統疾病，例如氣喘、慢性阻塞性肺病、肺纖維化、慢性支氣管炎、肺氣腫、肺部損傷或受傷、肺部發炎、呼吸道感染、肺囊腫纖維化、肺部過敏反應…等，包含新冠病毒與甲流感冒病毒感染後造成的肺部損傷。

 

幹細胞外泌體霧化治療多重優勢：抗炎、抗纖維化、加速修復

幹細胞外泌體霧化治療之所以能夠在短時間內起效，源於它直接將含有多種生物活性物質的外泌體輸送到呼吸道的病變區域，發揮以下幾大作用：

1.抗炎作用：外泌體中含有多種抗炎因子，能夠減少炎症因子的釋放，降低呼吸道的炎症反應，同時減少粘液分泌，緩解呼吸道阻塞。

2.抗纖維化作用：外泌體還含有微小RNA(microRNA ,miRNA)，帶有多重基因調控訊息，啟動抗炎與修復纖維化基因，可以有效減少炎症因子與抗纖維化修復蛋白形成。

3.促進修復：外泌體中的生長因子可以加速肺泡上皮細胞的再生和修復，使受損的肺組織儘快恢復功能，同時也進行血管新生與蛋白質合成等功效。

    這些優勢使得幹細胞外泌體治療不僅在緩解症狀方面效果顯著，還能深入到肺部的精細結構，如細支氣管和肺泡，以精准方式遞送活性物質，從而在減少副作用的同時，實現更高效的治療效果。2022年，發表在《Stem Cell Reviews&Reports》的一項臨床研究，為幹細胞外泌體霧化治療新冠肺炎的安全性和可行性提供了有力證據。在這項研究中，7名新冠肺炎患者（其中2名為重症，5名為輕症）接受了臍帶間充質幹細胞外泌體的霧化治療。結果表明，外泌體治療不僅安全可靠，還顯著加速了肺部病變的改善，並縮短了輕症患者的住院時間。研究中的輕症患者在接受外泌體霧化治療後，僅用18天就實現了肺部病變的改善結果，而未接受該治療的患者則需要27天，因此早期干預效果更顯著，而在重症患者上仍可見到恢復效果(1)(圖一)。


圖一:經外泌體霧化治療的新冠重症病例 Stem Cell Reviews and Reports (2022) 18:2152–2163

 

霧化外泌體經過嗅黏膜可以繞過血腦屏障進入鼻腦通路

    除了利用霧化治療方式治療肺部損傷之外，一項2024年發表在國際頂尖科學期刊《Cell》，針對神經退化性疾病-如阿茲海默症（AD）、帕金森氏症（PD）、肌萎縮側索硬化症 (ALS)、亨丁頓舞蹈症 (HD)、中風和動脈瘤的最新研究發現，這些疾病的特徵是由於大腦中致病蛋白質的異常累積和聚集和脊髓，這些情況相關的蛋白質可以被分泌並在細胞之間轉移。此外，外泌體經過霧化之後，可以藉由呼吸途徑中的「三叉神經」及嗅覺途徑的「嗅球與嗅覺神經」穿過BBB血腦障蔽(圖二)，防止聚集體的形成和相關蛋白質的異常積累，進而在神經退化性疾病中進行神經保護功能(2)。

圖二:外泌體經過鼻腔之後，可以藉由三叉神經及嗅球與嗅覺神經穿過血腦障蔽 Cells. 2024, 13, 670.

 

    另一項外泌體霧化治療後的標定追蹤研究(3)(圖三)，利用縱向和定量的X 光電腦斷層掃描可視化技術（CT），與金奈米粒子結合作為標記劑，來觀察體內神經影像中，外泌體如何穿越BBB血腦屏障，及它們的遷移和歸巢能力大腦內部的機制。在小鼠鼻內施用外泌體的歸巢模式源自不同腦部疾病，研究發現在給藥後長達 96 小時內，外泌體特異性靶向積累在病理相關小鼠模型的大腦區域（包括中風、自閉症、帕金森氏症和阿茲海默症)，而在健康對照組中，它們表現出瀰漫性遷移24 小時內進行模式和清除。病理腦中的神經發炎訊號與外泌體高度積累相關，顯示歸巢機制是發炎驅動的。此外，外泌體被選擇性分布在各種疾病患處進行修復作用，且能持續進行。

圖三:經外泌體霧化治療不同神經退化疾病Nano Lett. 2019, 19, 3422−3431

 

幹細胞外泌體霧化治療適合人群

    由於過去研究顯示，幹細胞外泌體經霧化後,由肺部及鼻腔內吸入，可以藉由呼吸道進入肺部及鼻腔進入腦部進行神經保護及修復，因此適合對於呼吸道過敏、咳嗽、過敏性鼻炎、氣喘、呼吸不順或是新冠病毒、甲型流感病毒感染後呼吸不順、腦部發炎或容易疲累、腦霧、記憶力不佳的人。

 

參考文獻:

  1. Nebulized exosomes derived from allogenic adipose tissue mesenchymal stromal cells in patients with severe COVID‑19: a pilot study. Stem Cell Reviews and Reports (2022) 18:2152–2163
  2. Exosomes in Vascular/Neurological Disorders and the Road Ahead. Cells. 2024, 13, 670
  3. Golden Exosomes Selectively Target Brain Pathologies in Neurodegenerative and Neurodevelopmental Disorders.Nano Lett. 2019, 19, 3422−3431
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作者：安法醫新抗老科學研究中心 研發長 吳杰浩

在這個快節奏、高壓力的時代，心理健康問題日益受到關注。近期，科學界傳來一則振奮人心的消息——益生菌中的雙歧桿菌，通過其代謝產物吲哚-3-乳酸（ILA），可能為我們打開了一扇對抗憂鬱的新大門。

抑鬱障礙（也稱抑鬱症）是一種常見的精神障礙，涉及長時間情緒低落或失去快樂或對活動的興趣。根據世界衛生組織的資料顯示，全球約有2.8億人患有抑鬱症。有研究表明,影響抑鬱症的許多因素也是心血管疾病、癌症、糖尿病和呼吸系統疾病等疾病的已知危險因素。

 

Q1: 益生菌不是只關乎腸道健康嗎？怎麼還能影響心情？

A1: 您可能已經知道，益生菌對調節腸道健康、提升免疫力有著不可忽視的作用。但鮮為人知的是，腸道與大腦之間存在著一條神秘的“腸-腦軸”。
2024年10月28日，江南大學田培郡博士團隊的研究揭示，雙歧桿菌產生的ILA能夠通過這條軸，減少腦部炎症，與抗憂鬱效果息息相關。其中得到幾個關鍵結論：雙歧桿菌的吲哚-3-乳酸（ILA）產生能力與抗憂鬱有關；芳香族乳酸脫氫酶基因Aldh（LDH）對於雙歧桿菌的ILA合成對抗憂鬱功效至關重要；吲哚-3-乳酸（ILA）的抗憂鬱作用與芳烴受主（AhR）信號活化有關，以緩解神經炎症；在人類受試者和小鼠中，循環系統中ILA的增加都是由於補充雙歧桿菌所致（圖一）。

圖一：雙歧桿菌透過產生吲哚-3-乳酸減少神經發炎，表現出精神生物學潛質

諾丁漢大學卓越燈塔計畫（寧波）創新研究院生命健康教授Learn-Han Lee指出，不同的益生菌通過不同機制有著相應抗抑鬱潛能，目前以乳酸菌和雙歧桿菌為代表的益生菌被廣泛用於探索抑鬱症治療的研究中。

科學家發現，我們的腸道的功能遠不止消化食物這麼簡單，腸道也被認為是人類的“第二大腦”，它裡面遍佈約1億個神經元。腸道神經系統與中樞神經系統進行交流，形成“腸-腦軸”。

另一方面，腸道微生物寄居在我們的腸道之中，形成腸道菌群。這些菌群在腸道和大腦的資訊交流中扮演重要角色。它們可以通過複雜的機制影響血清素和多巴胺等神經遞質的產生、影響炎症和免疫功能等。換言之，這種複雜的關係即形成微生物-腸-腦軸（MGB）。而這些菌群通過免疫、神經、內分泌等途徑與大腦進行雙向交流，進而參與調節神經系統功能和行為，這無疑對情緒調節、應激反應等至關重要。

 


圖二：腸道與大腦的對話模式

抑鬱症的患者往往伴隨著明顯的腸道菌群失調。血清素是調節腸胃蠕動和功能的關鍵神經遞質，而部分抗抑鬱症的藥物會改變患者的血清素水準，從而破壞腸道微生物群的平衡。因此，科學家希望能夠通過補充益生菌來促進患者腸道微生物平衡的同時，也通過微生物群-腸-腦軸的機制去緩解抑鬱症。

Q2: 吲哚-3-乳酸（ILA）是什麼？它如何發揮作用？

A2: ILA是雙歧桿菌代謝色氨酸時產生的一種化合物，具有強大的抗炎和免疫調節功能。研究表明，ILA能夠與體內的芳烴受主（AhR）結合，啟動相關信號通路，從而有效緩解神經炎症。在人類和小鼠實驗中，補充雙歧桿菌後，循環系統中的ILA水準顯著提升，與抗憂鬱效果正相關。

 

Q3: 除了抗憂鬱，ILA還有其他健康益處嗎？

A3: 確實如此！除了對神經系統的積極影響，研究還發現，某些乳酸菌如副乳酪乳桿菌產生的ILA，還能有效抑制幽門螺旋桿菌的生長，減少胃部炎症和氧化壓力，促進腸道微生物群的平衡，對維護整體健康大有裨益。


圖三：副乳酪乳桿菌衍生的Indole-3-乳酸透過破壞細菌細胞、保護胃黏膜上皮細胞和減輕發炎來抑制幽門螺旋桿菌感染

 

與大多數抗抑鬱症的藥物機制相同，益生菌通過調節大腦中的神經遞質活性來達到治療效果，而以乳酸菌和雙歧桿菌為代表的益生菌在增強神經遞質方面表現突出。這就為益生菌輔助抑鬱症治療開創了一個新的研究思路。總體來說，益生菌在治療抑鬱症副作用更小，是一種相對安全的自然療法，同時也可以根據患者具體情況結合其他療法共同使用，實現個性化治療。

 

Q4: 芳香族乳酸脫氫酶基因Aldh在這個過程中扮演什麼角色？

A4: Aldh基因是合成ILA的關鍵。它促使雙歧桿菌將特定的營養物質轉化為ILA，這一轉化過程對於ILA發揮抗憂鬱等健康效益至關重要。嬰幼兒腸道中的雙歧桿菌通過這一機制，不僅説明建立早期免疫系統，還可能影響長遠的心理健康。

 

Q5: 後生元時代，我們該如何利用這些科學發現？

A5: 後生元，即益生菌的代謝產物，正成為研究熱點。ILA作為後生元的代表之一，其非活菌形態意味著無需活菌存活即可發揮作用，為健康干預提供了新途徑。未來，通過精准調節腸道微生物代謝，利用後生元如ILA，可能成為改善神經健康、預防疾病的新策略。

最後需要提醒一下：益生菌種類多，利用焦慮抑鬱情緒要選擇對情緒有效的益生菌菌株，且要這些菌株得到國家食品安全審核通過，勿自行亂用。

 

Q6: 我可以服用益生菌嗎？

A6:是的！但與您選擇放入體內的任何其他物質一樣，在將益生菌或任何其他膳食提取物添加到您的日常習慣之前，您應該諮詢您的醫生或營養師。正如最近的這項研究表明，益生菌——除了治療和藥物治療——還可以提供一種基於腸道的方法來維持情緒健康和心理健康。

 

Q7: 哪種益生菌最適合抑鬱症？

A7:需要更多的研究來確定是否有特定物種的細菌可以幫助治療抑鬱症。通過在膳食中加入益生元來支持腸道中的微生物群；這些食物提供菊粉等纖維，是腸道微生物群的食物來源。

 

參考文獻:

  1. Xin Qian, Qing Li, Huiyue Zhu, Ying Chen, Guopeng Lin, Hao Zhang, Wei Chen, Gang Wang and Peijun Tian.Bifidobacteria with indole-3-lactic acid-producing capacity exhibit psychobiotic potential via reducing neuroinflammation.Cell Reports Medicine Oct 28:101798.5 (2024)
  2. Takuma Sakurai, Toshitaka Odamaki and Jin-zhong Xiao.Production of Indole-3-Lactic Acid by Bifidobacterium Strains Isolated from Human Infants.Microorganisms (2019), 7, 340
  3. Di Meng , Eduardo Sommella , Emanuela Salviati, Pietro Campiglia, Kriston Ganguli , Karim Djebali , Weishu Zhu and W. Allan Walker. Indole-3-lactic acid, a metabolite of tryptophan, secreted by Bifidobacterium longum subspecies infantis is anti-inflammatory in the immature intestine. Pediatric Research (2020) 88:209–217
  4. Mengke Yao , Junhan Cao , Liping Zhang , Kai Wang , Huan Lin , Ling Qin , Qing Zhang , Changfeng Qu , Jinlai Miao , Changhu Xue.Indole-3-Lactic Acid Derived from Lacticaseibacillus paracaseiInhibits Helicobacter pylori Infection via Destruction of Bacteria Cells, Protection of Gastric Mucosa Epithelial Cells, and Alleviation of Inflammation. J Agric Food Chem. (2024) Jul 17;72(28):15725-15739.
  5. Martin F. Laursen , Mikiyasu Sakanaka, Nicole von Burg, Urs Mörbe , Daniel Andersen,Janne Marie Moll , Ceyda T. Pekmez, Aymeric Rivollier, Kim F. Michaelsen , Christian Mølgaard,Mads Vendelbo Lind, Lars O. Dragsted, Takane Katayama , Henrik L. Frandsen,Anne Marie Vinggaard, Martin I. Bahl , Susanne Brix , William Agace, Tine R. Licht and Henrik M. Roager. Bifidobacterium species associated with breastfeeding produce aromatic lactic acids in the infant gut. Nature Microbiology volume 6, pages1367–1382 (2021)
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作者：醫新抗老科學研究中心 研發長 吳杰浩

 

在醫學與科研的浩瀚星空中，外泌體無疑是一顆璀璨的新星。全球科研團隊紛紛紮堆此領域，有關外泌體的研究論文陸續發表在在Science、Nature等各大頂級期刊。

自2013年諾貝爾生理學或醫學獎頒發給研究細胞內部囊泡運輸體系的蘭迪·謝克曼教授（Prof. Randy Wayne Schekman）三位科學家以來，外泌體的研究與應用便在全球範圍內如火如荼地展開，為眾多疾病的治療提供了新的思路和方法。


2013年諾貝爾生醫獎得主

2024年11月2日，我國臺灣地區中國醫藥大學舉辦的「國際外泌體前瞻研究及創新治療論壇」更是將這股外泌體旋風推向了新高潮。


A:2013年諾貝爾生理學或醫學獎得主蘭迪·謝克曼教授


B:2013年諾貝爾生理學或醫學獎得主蘭迪·謝克曼教授

 

外泌體：細胞間的“信使”與“治療師”

外泌體（Exosomes），顧名思義就是細胞向外分泌的物體。它們介於50nm（納米）到150nm之間，存在於我們身體的每一個角落——從血液到尿液，從腦脊液至唾液、乳汁、乃至腹腔積液與關節滑液等體液中，無處不在地展現其精妙的存在。

這一由幹細胞所分泌的一種特殊雙脂質膜活性囊泡，如同細胞間的信使，承載著豐富的生物資訊。雖然微小，卻擁有雙層脂質的結構，富含蛋白質、miRNA、mRNA、生長因數等多種成分。這些成分不僅具有修復組織、活化細胞的能力，還能在細胞間傳遞資訊，調控細胞功能，被譽為細胞間的“治療師”。

 

什麼是外泌體

  • 細胞外囊泡的一種，每種細胞類型幾乎都會分泌。
  • 直徑約 30~150 nm，平均直徑為100nm的外泌體約為粗壯髮絲直徑的千分之一。
  • 內攜帶物:核酸、蛋白質、糖類、脂質等多種特定訊號因數。

 

外泌體與抗衰老

細胞衰老是各種細胞成分在受到內外環境的損傷作用後，因缺乏完善的修復，使“差錯”積累而導致的。

而外泌體可以起到信號兵的作用，向大腦發出需要救援的資訊督促細胞通過相互作用進行救援。體內外泌體數量的增加，不僅可以減少“差錯”積累，延緩細胞衰老，同時還能促使更多細胞提前參與到機體全面的修復更新清理進程中，從而逆轉自然衰老。

衰老與細胞間通訊的改變有關。在衰老領域，外泌體已被證明可以在體內和體外調節重要的衰老過程，例如氧化應激或細胞自噬。

細胞外囊泡現在被視為一種潛在的無細胞療法，可治療組織損傷和多種疾病。


細胞外囊泡（包含外泌體）

 

無細胞的細胞治療：外泌體的獨特優勢

相較于傳統的細胞治療，外泌體被譽為“無細胞的細胞治療”。它們不僅具有活化細胞、免疫調節、修復組織等廣泛功能。

而且，外泌體作為細胞的衍生物，減少了排斥反應的風險，使得應用範圍更加廣泛與安全。從延緩抗老化到疾病治療，從免疫調節到再生修復，從藥物載體到新穎生物標記，外泌體都展現出了巨大的潛力。

外泌體目前的研究主要在以下領域：

  1. 癌：外泌體在不同腫瘤上的功能和機制研究；
  2. 再生：主要是神經、骨、皮膚、牙、器官移植等方向；
  3. 泌尿系統：研究疾病主要是糖尿病、腎病、創傷炎症修復；
  4. 膀胱：研究疾病主要是膀胱癌，炎症；

 

植物源外泌體：安全高效的新選擇

在眾多外泌體來源中，植物源外泌體（PDEN）正逐漸成為科學家們關注的焦點。相較於動物源外泌體，植物源外泌體具有更高的安全性、生物相容性和生物利用度。它們不僅不易被免疫系統偵測到，還具有更高的溶解度和屏障滲透性，能夠更快地溶解在血液中，減少副作用。

在醫療大健康領域，植物源外泌體的應用前景廣闊。來自生薑、藍莓、椰子等植物的PDEN已被證明具有抗發炎、抗氧化、抗腫瘤等多種生物活性。例如，包括桑黃源PDEN對於抗皮膚老化、苦瓜源可以神經保護、甜菜源抑制疤痕、米源PDEN進行調節血糖、夏威夷姜根源抑制細胞凋亡、藍莓源可改善胰島素阻抗與肝功能,抗氧化、蘆筍源抗腫瘤、草莓源可抗氧化、香菇源保護肝臟檸檬源抗腫瘤、奧克蘭木、紅景天、蒲公英源改善肺纖維化與炎症、桑樹皮源抗發炎等。這些發現為再生醫療、皮膚美容和神經疾病治療等領域帶來了新的曙光。

 


植物源外泌體Plant-Derived Exosome-like Nanoparticles (PDENs)純化過程


植物源性外泌體納米顆粒（PDEN）包含多種生物活性生物分子

 

引領外泌體研究新風尚

作為醫療領域的先行者，安法門診部始終站在科研前沿，致力於將最新的科研成果轉化為臨床實踐。我們深知外泌體在抗老、再生修復、免疫調節等方面的巨大潛力，因此特別設立了新抗老科學研究中心，專注於外泌體的研究與應用。

在這裡，我們彙聚了國內外頂尖的科研人才和先進的實驗設備，致力於探索外泌體的更多可能。無論是動物源外泌體還是植物源外泌體，我們都將全力以赴，為每一位追求健康與美麗的您提供最科學、最安全、最有效的解決方案。

在皮膚抗衰老領域，植物外泌體不失為一個極具潛力的新方向，但若想真正應用，還面臨著一些挑戰：

  • 難以分離和表徵：外泌體的尺寸和數量往往使它們難以作為相對純淨的製劑高效獲得，並難以進行功能鑒定和制定品質標準。
  • 難以維持生物活性：一些研究表明，即使在-80°C下保存，外泌體的生物學功能也可能受損，包括外泌體形態的變化和外泌體RNA的降解。需要嚴苛的存儲、運輸條件，以充分保證外泌體生物活性。

綜上所述，植物源外泌體作為一種新型的生物納米載體和信號分子，在多個領域都展現出了廣闊的應用前景和巨大的研究價值。

 

參考資料:

 

  1. Pan, B.-T., and Johnstone, R. M. Fate of the Transferrin Receptor during Maturation of Sheep Reticulocytes In Vitro: Selective Externalization of the Receptor. Cell (1983) 33, 967–978. doi:10.1016/0092-8674(83)90040-5
  2. Schuh, C. M. A. P., Cuenca, J., Alcayaga-Miranda, F., and Khoury, M. Exosomes on the Border of Species and Kingdom Intercommunication. Translational Res. (2019) 210, 80–98. doi:10.1016/j.trsl.2019.03.008
  3. Sarvarian P, Samadi P, Gholipour E, Shams Asenjan K, Hojjat-Farsangi M,Motavalli R, et al. Application of Emerging Plant-Derived Nanoparticles as a Novel Approach for Nano-Drug Delivery Systems. Immunol Invest (2021)1–21
  4. Dad HA, Gu TW, Zhu AQ, Huang LQ, Peng LH. Plant Exosome-Like Nanovesicles: Emerging Therapeutics and Drug Delivery Nanoplatforms. Mol. Ther. (2021) 29(1):13–31
  5. Di Gioia S, Hossain MN, Conese M. Biological Properties and Therapeutic Effects of Plant-Derived Nanovesicles. Open Med (Wars) (2020) 15(1):1096–122
  6. Zeyu Zhang, Yang Yu, Guanxiong Zhu, Lina Yu. The Emerging Role of Plant-Derived Exosomes-Like Nanoparticles in Immune Regulation and Periodontitis Treatment. Front Immunol. (2022) Jun 10:13:896745
  7. Andari Sarasati , Muhammad Hidayat Syahruddin , Hiroshi Takemori. Plant-Derived Exosome-like Nanoparticles for Biomedical Applications and Regenerative Therapy. Biomedicines (2023), 11, 1053
  8. Elina Theodorakopoulou, Shino Bay Aguilera, Diane Irvine Duncan. A New Therapeutic Approach With Rose Stem-Cell-Derived Exosomes and Non-Thermal Microneedling for the Treatment of Facial Pigmentation. Aesthet Surg J Open Forum. (2024) Aug 9:6:ojae060
  9. Suparuj Lueangarun , Byong Seung Cho , Therdpong Tempark. Rose stem cell-derived exosomes for hair regeneration enhancement via noninvasive electroporation in androgenetic alopecia. J Cosmet Dermatol. (2024);00:1–4.
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作者：醫新抗老科學研究中心 研發長 吳杰浩

 

免疫球G蛋白驅動炎性衰老機制

2024年11月4日，中國科學院動物研究所劉光慧研究組和曲靜研究組、北京基因組研究所（國家生物資訊中心）張維綺課題組以及華大生命科學研究院顧穎團隊聯合在《細胞》（Cell）上發表了題為Spatial Transcriptomic Landscape Unveils Immunoglobin-associated Senescence as a Hallmark of Aging的研究論文（圖一）。團隊首次構建了高精度的泛器官衰老空間導航圖（Gerontological Geography，GG），揭示了組織結構失序和細胞身份丟失是多器官衰老的普遍特徵，精確定位了多個器官中衰老的核心區域，並發現了免疫球G蛋白的積累是衰老的關鍵特徵和驅動因素。這項研究提供了衰老的高解析度空間描述，並表明了免疫球蛋白相關衰老在衰老過程中的關鍵作用（圖二）。

 

圖一：中科院揭示免疫球蛋白驅動炎性衰老機制（圖片來源：Cell. online 4 November 2024）

 

圖二：空間轉錄組-免疫球蛋白相關衰老表型（圖片來源：Cell. online 4 November 2024）

 

 

研究指出，免疫球蛋白G（IgG）在雄性和雌性小鼠的衰老組織中積累，在人體組織中也觀察到類似的現象，表明免疫球蛋白異常升高可能是衰老過程中進化上的特徵。此外，觀察到IgG可以誘導巨噬細胞和小膠質細胞進入促衰老狀態，從而加劇組織衰老，而有針對性地減少IgG可以減輕雄性小鼠各個組織的衰老。在人類和小鼠衰老過程中，IgG蛋白在多個組織器官中累積，表明IgG水準上升可作為新的衰老生物標誌物，同時免疫球蛋白相關的衰老可能是老年保護干預的目標（1）。

 

免疫球G蛋白的功能

免疫球蛋白G（IgG）是人血清和細胞外液中含量最高的一類免疫球蛋白，約占血清總免疫球蛋白的75%～80%，血清含量9.5～12.5mg/mL，是分子品質最小的一類免疫球蛋白，具有典型的免疫球蛋白單體結構，由脾臟、淋巴結、骨髓中的漿細胞（效應B細胞effector B cell）產生。IgG的主要功能是對抗微生物、直接中和毒素及誘導補體的固定。IgG是唯一可以穿過胎盤障壁並提供胎兒與新生兒被動性免疫保護之免疫球蛋白。在醫院測定IgG可用以評價體液性免疫，診斷Ig-G骨髓瘤、淋巴瘤、多發性硬化症、慢性肝炎、易受感染者等。

 

免疫球G蛋白與食物不耐症的關係

食物過敏和不耐症是兩種不同的免疫反應，它們通常涉及免疫球蛋白E（IgE）和免疫球蛋白G（IgG）。食物過敏通常是IgE介導的反應，這是人體免疫系統對特定食物蛋白質的過度反應，導致快速發生的過敏症狀，主要是由人體肥大細胞上的免疫球蛋白E（IgE）與過敏原結合後，促使肥大細胞釋放出誘發過敏物質所造成的，通常在接觸過敏原5～30分鐘內就會出現症狀，又稱急性過敏。而食物不耐症則通常與IgG相關，這是一種較為延遲的反應（又稱慢性食物過敏），可能在進食後數小時或數天才出現症狀。IgE反應通常與即時過敏有關，而IgG則涉及更長期的食物敏感性。IgG造成的慢性食物過敏指當IgG過敏免疫複合體，無法及時被人體排除而累積在各器官組織中，造成身體長期的負擔，形成慢性發炎，產生有害自由基並加速老化及癌症，同時與許多不明原因慢性反復發生的疾病息息相關。

 

食物過敏與老化

老年人的食物過敏不良反應涉及到臨床發病機轉，主是由免疫老化以及老齡特徵的細胞老化和組織改變所引起的（圖三）。老化的胃腸黏膜透過其消化特性受損和結構變化，以及免疫老化和年齡相關的微生物群失衡，造成免疫功能的改變（2）。據統計，最容易引起老年人過敏的食物是水果、蔬菜、堅果、魚類、貝類，造成老年人食物過敏的危險因數中，除了老化過程導致的腸道上皮細胞慢性損傷和發炎外，還有長期飲酒、慢性感染、多重疾病、多重用藥和藥物副作用等。

 

圖三：老年人食物過敏因數（圖片來源：Int J Mol Sci.（2019）Nov 8；20（22）：5580.）

 

近期，發表在世界過敏組織的官方出版物《World Allergy Organization Journal》最新的研究指出（圖四），老化後伴隨著一系列老化生理和病理變化，這些變化可能掩蓋食物過敏症狀。老年人常會遇到胃腸道症狀、消化問題、噁心、腹痛和吸收不良症候群等症狀，其實症狀發病機制的底層是食物過敏造成，同時疊加食物蛋白持續堆積、腸道通透性異常、腸胃道耐受機制失調問題（圖五）。而老化的過程中因為免疫老化產生發炎及免疫力低下、外來過敏原包括花粉及藥物過敏等，產生免疫交叉反應使免疫耐受力不佳、胃的分泌及消化能力變差或飲酒等、腸道黏膜破損及腸道菌失衡促進宿主炎症，從而導致粒線體功能障礙，進一步刺激發炎，同時菌相失衡後，會產生短鏈脂肪酸（SCFA）的腸道微生物群將不具有免疫調節特性，無法抑制發炎的產生，更不具耐受性的能力、微量營養素如維生素D、鋅、鐵缺乏，長期使用抗生素產生抗藥性，都將會加速食物過敏的形成，進一步造成強烈的過敏反應、營養不良、虛弱及肌少症（3）。因此，新的研究發現免疫球蛋白IgG與促老化有關，而造成食物不耐症的慢性食物過敏也跟老化有關，如果能進一步控制免疫老化、腸胃道功能、腸菌相平衡、減少食物過敏來的免疫球G蛋白，將有助於延緩老化。

 

圖四：世界過敏組織《World Allergy Organization Journal》最新的研究-老年的食物過敏機轉（圖片來源：.World Allergy Organization Journal（2024）17:100967）

 

圖五：老年人食物過敏相關因數與機轉（圖片來源：.World Allergy Organization Journal（2024）17:100967）

 

參考資料:

  1. Shuai Ma, Zhejun,.et al. Spatial transcriptomic landscape unveils immunoglobin-associated senescence as a hallmark of aging. Cell. online 4 November (2024)
  2. Massimo De Martinis, Maria Maddalena Sirufo, Angelo Viscido , Lia Ginaldi. Food Allergies and Ageing. Int J Mol Sci. (2019) Nov 8;20(22):5580. 
  3. Azzolino et al. Food allergies in older people: An emerging health problem.World Allergy Organization Journal (2024) 17:100967