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益生菌胞外囊泡:未來的食品成分,還是潛在藥物載體?
動物性來源的幹細胞外泌體因其調節細胞、促進組織修復、傳遞訊息或是癌症篩檢的潛力,在市場受到高度關注。
外泌體(Exosome)是由動物細胞(哺乳動物細胞、免疫細胞、腫瘤細胞)所分泌的雙層磷脂質膜活性囊泡,粒徑分布介於 30 奈米到 200 奈米之間。而益生菌也會釋放奈米級的胞外囊泡,這些微小囊泡可以攜帶活性分子,調節腸道環境與免疫反應。相比直接使用活菌,攝取後生元更容易利用與吸收,益生菌胞外囊泡屬於後生元的一種。本篇將從生技研發角度探討其未來趨勢。
什麼是益生菌胞外囊泡?
乳酸菌的免疫調節作用可由完整的活菌細胞、熱滅活菌、細胞裂解物或培養後無細胞上清液引發,活菌以外的作用又可稱後生元。近年來,後生元的概念逐漸取代傳統「活菌至上」思維,其中最具潛力的明星級成分之一,就是益生菌胞外囊泡(Probiotic-derived Extracellular Vesicles, EVs)。這種奈米級成分更容易被生物體利用。
研究指出,細菌來源的 EVs 大小多在 500 奈米以下,能在疾病傳播、免疫調節、甚至抵抗病毒與抗生素的過程中扮演關鍵角色。不同細菌釋放出的囊泡,結構與內含物各異,例如革蘭氏陰性菌釋放的是外膜囊泡(OMVs),而陽性菌釋放的是膜囊泡(MVs),因此與宿主細胞互動時展現不同的生物功能。
對生技研發者有什麼吸引力?
- 具生物活性,無需活菌:EVs穩定性佳,應用於功能性食品、化妝品潛力大。
- 可精準定量:相比傳統後生元,EVs 的粒徑與數量可測量,提供更明確的研究依據。
- 製劑平台多元:EVs可凍乾、微膠囊化、與多醣體結合,也可作為類脂質體或奈米粒子載體,可能可以包覆許多活性成分,研發空間可深可廣。
- 跨足藥物領域:部分 EVs 具小分子或疫苗載體功能,未來在口服生物製劑、免疫療法、腸道軸調節上皆具潛力,惟其穩定性與載物能力尚未可知。
食品?還是藥物?目前發展路徑為何?
- 功能性食品或保健原料:視為後生元的一種,添加於乳製品、粉劑、膠囊、發酵飲,可進一步優化發酵條件,提高EVs產量與活性,搭配益生質或植化素進行複方設計(如與多酚、果寡糖、纖維共配)
- 藥用平台潛力:作為天然奈米載體:可攜帶抗原、RNA、小分子,導向特定腸道細胞或免疫細胞,發展成腸道相關疾病治療用素材:例如潰瘍性結腸炎、腸漏症候群、NAFLD等。跨足皮膚用外泌體市場。
研發者需面對的挑戰
- 純化與規格化:如何以低成本製備高純度 EVs 並確保批次穩定,是商品化的關鍵。
- 功能性驗證與法規:EVs 屬於食品與藥品間的灰色地帶,需明確研究與試驗佐證。
- 消費者教育:大眾對「外泌體」、 「胞外囊泡」與「益生菌外泌體」仍陌生,需透過簡化科普與功效說明來提升接受度。
總結與未來進展
益生菌胞外囊泡是否能成為未來食品或藥物的核心成分,取決於機制研究、製程控制與市場定位。拜寧騰能研發團隊持續探討其作為活性成分載體的潛力,並已開發出專利原料 益泌體™(專利號: M670017) 與 益泌體™原萃,展現細胞修復、傷口癒合、提升腸道免疫力等多元功能。
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參考文獻
- Domínguez Rubio AP, D'Antoni CL, Piuri M, Pérez OE. Probiotics, Their Extracellular Vesicles and Infectious Diseases. Front Microbiol. 2022 Mar 30;13:864720.
- Suri K, D'Souza A, Huang D, Bhavsar A, Amiji M. Bacterial extracellular vesicle applications in cancer immunotherapy. Bioact Mater. 2022 Oct 31;22:551-566.