从发酵饮料中分离的酵母菌株产生具有抗炎作用的细胞外囊泡

细胞外囊泡（EVs）是脂质双层颗粒，含有各种生物分子，包括核酸、脂质和蛋白质，由细胞从所有生命领域释放并执行多种通信功能。证据表明，宿主免疫细胞和真菌EVs之间的相互作用诱导了免疫系统的调节。大多数关于真菌EVs的研究都是在真菌感染的背景下进行的；因此，在其他情况下酵母生产EVs而不是感染方面存在知识差距，这可能会影响人类健康。

近日，佛罗伦萨大学生物系和实验与临床医学系研究团队在国际知名nature子刊scientific reports上发表题为“Yeast strains isolated from fermented beverage produce extracellular vesicles with anti-inflammatory effects”的研究综述。在这项研究中，该团队表征了从具有益生菌特性的发酵奶制品中分离的Saccharomyces cerevisiae和Pichia fermentans菌株获得的EVs。在人类单核细胞衍生的子突状细胞内化后，通过免疫检测，在体外研究了这些菌株产生的EV的免疫调节能力。结果显示，用发酵牛奶EVs治疗的树突状细胞的抗原呈递活性降低。EVs的小RNA部分主要包含酵母mRNA序列，在从发酵牛奶中分离出来的两种不同物种的菌株中富含一些分子功能。结果表明，益生菌食品抗炎特性背后的机制之一可能由人类免疫细胞与酵母EVs的相互作用介导。

·实验结果

1、来自食源性酵母S. cerevisiae和P. fermentans的EVs表现出相似的结构特征

通过纳米粒子跟踪分析（NTA）和透射电子显微镜（TEM）对EVs进行分析。NTA测量显示，不同酵母菌株的EVs中的尺寸相似（模式尺寸低于100纳米），浓度（从9.8×1010到2.3×1011颗粒/毫升）和Zeta电位（低负值）。TEM分析显示了酵母细胞外囊泡的典型杯状形式和尺寸，研究人员捕捉到酵母细胞部分的图像，其囊泡体穿过细胞壁。

2、酵母EVs影响人类DC的免疫原性

首先通过流式细胞仪和共聚焦显微镜评估了Mo-DCs的EVs内吞作用。流式细胞仪分析显示，Mo-DC在37°C（MFI = 452.66）下有效内化EVs，而在4°C（MFI = 36.03）下观察到内化减少，用作内吞作用阴性对照。为了进一步确认Mo-DCs对EV的吸收，并可视化DiI染色的EVs与细胞骨架F-肌动蛋白分布和细胞核有关，用共聚焦显微镜调查了样品。内胞DiI-EVs是可见的，主要分布在Mo-DCs细胞质中，在37°C和4°C之间有明显的差异，与流式细胞仪的观察一致。

为了评估Mo-DCs与酵母EVs相互作用后的激活和功能，与脂多糖（LPS）激活的Mo-DCs和异基因T细胞进行了混合淋巴细胞反应（MLR）。在孵化4或24小时后，与对照组（LPS激活的Mo-DCs无EV）相比，LPS激活的Mo-DC与酵母EVs的培养减少了异基因T细胞的增殖（p值<0.05）。CL4（Sc）和CL1（Pf）样本（来自发酵牛奶菌株的EVs）比实验室菌株ts9（Sc）对Mo-DCs功能造成更强的损害。随着Mo-DCs浓度的增加（5×103和104），这种效果更加一致，这表明剂量依赖性。此外，1:20稀释平均比1:200稀释略有效。

3、小RNA含量根据酵母分离来源而变化

在对EVs进行RNA酶处理以排除细胞RNA结转的污染后，从3个酵母菌株的3个EVs复制品中提取小RNA馏分（<200 nt），然后进行测序。质量控制（QC）分析证实存在小RNA峰值和大量RNA。在质量过滤步骤后，超过75%的来自Saccharomyces cerevisiae-（CL4和ts9）和Pichia发酵剂衍生的EVs（CL1）的原始序列被保留，而K-样本报告的值较低。核糖体序列分析导致删除了约50%的ts9和CL4读数（Sc），而保留了75%以上的CL1（Pf）序列。

事实证明，EVs主要包含真菌mRNA的片段，只有一小部分非编码序列。根据人类基因组映射这些序列也导致了人类mRNA序列的相对大多数，但对EVs复制之间一致性的分析显示，在人类mRNA上映射的大多数序列只存在于一个复制中。

差异丰富基因的富集分析表明，三种酵母菌株的EVs富含逆转录酶核衣壳细胞成分，而其他六种分子功能仅由Saccharomyces cerevisiae CL4和Pichia fermentans CL1共享。

富集的细胞成分GO：0,000,943与Ty类基因编码的逆转录核衣壳相关，表明囊泡中可转座序列的富集。此外，功能00,003,964编码具有逆转录酶活性的基于RNA的DNA聚合酶，其他DNA聚合酶基因仅存在于发酵牛奶分离菌株中，但不存在于S. cerevisiae ts9菌株中。

综上所示，实验结果为非致病性酵母EVs作为在几种人类条件下输送免疫调节分子的合适候选药物的潜在临床应用提供了见解。