细菌代谢物通过调节肠道微生物群已表现出对结肠炎的保护作用，而疗效则受到口腔给药效率差和单一药物使用严格限制。现在提出了一种新型益生元和后生元协同传递微胶囊，由吲哚-3-丙酸（IPA）后生元和海藻酸钠、抗性淀粉（RS）和壳聚糖三种益生元组成。通过微流控电喷雾预防和治疗结肠炎。研究发现，给小鼠口服IPA微胶囊（IPA@MC）对结肠炎有显著的保护作用，表明益生元和后生元之间的存在治疗协同作用。此外，IPA@MC 在调节肠道微生物群方面的机制，即显著增加产生短链脂肪酸 (SCFA) 的细菌（如粪杆菌和罗斯氏菌）的整体丰度。这些结果表明，益生元和后生元协同递送微胶囊是治疗结肠炎的理想物质。
在本研究中，通过微流体电喷雾提供一种新型益生元和后生元协同递送微胶囊，用于治疗结肠炎。益生元是一种不易消化的膳食碳水化合物，包括海藻酸盐、壳聚糖、菊粉等，已被广泛用于肠道微生物菌群失调的疾病，并作为药物载体。后生元是除益生元外的小分子代谢物，在肠道免疫调节、上皮营养和微生物群稳态中发挥重要作用。在不同的后生元中，包括吲哚-3-丙酸（IPA）和短链脂肪酸（SCFAs）在内的色氨酸代谢物是预防和治疗包括结肠炎、代谢疾病和癌症在内的胃肠道疾病的最有吸引力的候选物。最近的一项研究还揭示了这些代谢物通过调节肠道微生物群来调节肠道屏障，通过抑制 HDAC 和激活结肠细胞中的 HAT 来减少炎症。然而，研究发现，由于单一的后生元不足以重建健康的肠道，因此口服后生元对这些疾病的反应很低。此外，水溶的后生元的口服给药遭受到胃肠道的低递送效率和有限的整体治疗效果。这一证据表明，益生元和后生元的联合给药可以通过增加肠道中益生元发酵产生的有益细菌的丰度和其他后生元的水平来帮助避免结肠炎。因此，治疗结肠炎需要一种更高效、可控的益生元和后生元共同递送载体。微流体已被广泛用于开发智能药物输送系统。随着微流控合成技术的进步，可以将较低分子量的药物包裹在益生元微囊中，实现可控的粒径分布和制剂稳定性。这些系统，如微流控产生的微胶囊，可以减缓口服后在酸性上消化道中的药物释放，从而提高下消化道的药物浓度。因此，人们认为智能微流控微胶囊可能为共同递送益生元和后生元提供有效场所，并为研究益生元和后生元在治疗结肠炎中的协同作用提供新平台。
a) 用于生成 IPA 封装 Alg/RS 微胶囊的微流体电喷雾程序，该微胶囊进一步被壳聚糖包覆。b) 双pH敏感的核壳结构使药物在上消化道酸性条件下缓慢释放，在下消化道中性条件下快速释放药物，通过调节肠道菌群发挥抗结肠炎的保护作用. Alg：海藻酸盐；RS：抗性淀粉；CS：壳聚糖；IPA：吲哚-3-丙酸。
采用毛细管微流控电喷雾技术生成所需的益生元微胶囊，并采用 IPA 后生元封装来预防结肠炎。通过体内实验，发现与单独接受益生元或后生元的小鼠相比，给小鼠口服IPA@MC对结肠炎的保护作用显著，表明IPA@MC中益生元和后生元之间的协同作用为结肠炎提供了更有效的治疗策略。此外，研究表明，IPA@MC 可以通过显著增加产生 SCFA 的细菌的整体丰富度和丰度来调节肠道微生物组，例如粪杆菌属和罗斯氏菌属。因此，这种益生元和后生元协同递送微胶囊被认为是治疗结肠炎的有希望的候选者。
注：文章译自Prebiotics and Postbiotics Synergistic Delivery Microcapsules from Microfluidics for Treating Colitis.（仅供学术参考）
