来源：Nutrients | 编译：DNA Lab Space
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导语
空气污染颗粒物（PM）和细菌内毒素（LPS）是诱发和加重气道炎症的重要环境因素。韩国科研团队近期在《Nutrients》期刊发表的一项研究，利用黑豆培植的蛹虫草提取物并进行纳米包封处理，在细胞与动物模型中验证了其对PM和LPS诱导的气道炎症的显著缓解作用。该研究为开发靶向环境性气道损伤的功能性食品或天然药物提供了新思路，凸显了纳米递送技术在提升蛹虫草生物利用度方面的应用潜力。
研究背景
蛹虫草（Cordyceps militaris）是一种药食两用的真菌，其活性成分如虫草素、虫草酸和多糖等被广泛报道具有免疫调节、抗炎和抗氧化活性。传统上蛹虫草多寄生于蚕蛹，但为了降低成本并实现可持续生产，科研人员尝试利用植物基质（如谷物、豆类）进行固体发酵培养。黑豆富含花青素、异黄酮和蛋白质，其作为培养基质可能赋予蛹虫草额外的酚类物质和协同抗炎活性。然而，蛹虫草活性成分水溶性差、口服吸收率低，限制了其体内功效。纳米包封技术可通过形成脂质纳米粒或聚合物纳米粒，提高活性成分的稳定性与跨膜吸收能力，从而增强药效。与此同时，颗粒物（PM）暴露和脂多糖（LPS）刺激是呼吸道炎症的常见诱因，二者通过激活TLR4/NF-κB等信号通路促进促炎细胞因子释放。因此，开发一种能够同时对抗PM和LPS诱导炎症的天然纳米制剂，对防治空气污染相关呼吸系统疾病具有重要意义。
研究方法
该研究首先制备了黑豆培植蛹虫草提取物（Black bean-cultivated Cordyceps militaris, 简称BC-CM），随后采用薄膜水化法或溶剂注入法制备纳米包封制剂（Nano-encapsulated BC-CM, 简称NE-BC-CM）。研究人员对纳米粒子的粒径、多分散指数（PDI）、Zeta电位及包封率进行表征，并通过透射电镜观察形态。在体外实验中，使用小鼠巨噬细胞系RAW264.7和人支气管上皮细胞，分别以PM（如城市空气颗粒物SRM 1648a或PM2.5）和LPS刺激，检测不同浓度NE-BC-CM处理对细胞活力的影响（MTT法），以及培养上清中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）等炎症因子的水平，并通过Western blot检测NF-κB p65磷酸化及MAPK信号通路蛋白表达变化。在体内实验中，建立PM和LPS经气管滴注或鼻腔给药诱导的急性气道炎症小鼠模型，将动物分为正常对照组、模型组、低剂量NE-BC-CM组和高剂量NE-BC-CM组，灌胃给药后收集支气管肺泡灌洗液（BALF），进行炎症细胞计数和分类，ELISA检测灌洗液中炎症因子水平；取肺组织进行HE染色评估病理学变化，并通过免疫组化检测肺组织中炎症细胞浸润情况。此外，还测定了氧化应激标志物如丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，以评估抗氧化机制。
研究结果
表征结果显示，NE-BC-CM纳米粒粒径约150-200 nm，分布均一，Zeta电位为负值，包封率较高，显示出良好的物理稳定性。体外实验中，NE-BC-CM在无毒浓度范围内能剂量依赖性地抑制PM和LPS诱导的巨噬细胞炎症因子释放，显著降低TNF-α和IL-6的分泌水平（p<0.05），同时抑制了NF-κB p65的磷酸化以及p38和ERK的激活，表明其抗炎机制涉及阻断NF-κB和MAPK信号通路。在支气管上皮细胞中，NE-BC-CM还降低了PM诱导的活性氧（ROS）生成，并上调了抗氧化酶HO-1的表达。在体内急性炎症模型中，与模型组相比，NE-BC-CM处理组小鼠BALF中总细胞数、中性粒细胞和巨噬细胞数量明显减少，IL-6和TNF-α蛋白水平显著下降（p<0.01）。肺组织HE染色显示，NE-BC-CM处理显著减轻了肺泡壁增厚、炎性细胞浸润和充血水肿等病理改变。此外，NE-BC-CM能够降低肺组织中MDA含量并提高SOD活性，提示其缓解氧化应激损伤。值得注意的是，同等剂量的未包封BC-CM也显示一定效果，但抗炎作用弱于NE-BC-CM，说明纳米包封能够增强蛹虫草活性成分的体内功效。
讨论与展望
该研究证实，纳米包封处理能够显著提升黑豆培植蛹虫草提取物对PM和LPS诱导气道炎症的干预效果，其机制可能包括抑制NF-κB和MAPK信号通路、减少促炎因子释放以及增强抗氧化防御。将黑豆作为培养基质不仅降低了蛹虫草的培养成本，还可能引入黑豆中的多酚类成分，与蛹虫草活性物质协同发挥抗炎作用。然而，当前研究仍存在一定局限：首先，黑豆培植与常规蚕蛹培植的蛹虫草在活性成分谱上的差异尚未明确；其次，纳米粒的长期毒性和体内分布代谢仍需深入评估；最后，PM和LPS联合暴露与真实环境中的复杂污染暴露仍有差距。未来研究可进一步解析黑豆培植蛹虫草的关键效应成分，并利用更为贴近人体的模型验证NE-BC-CM作为膳食补充剂或吸入制剂的可行性，为防治空气污染相关呼吸系统疾病提供新的策略。
参考来源
Kim HM, Park HJ. Nano-Encapsulated Black Bean-Cultivated Cordyceps militaris Attenuates PM- and LPS-Induced Airway Inflammation. Nutrients. DOI: 未提供（原文期刊信息如上）。