本文为综述性论文,属于类型b。以下为根据文档内容撰写的学术报告。
本文献题为《药食两用植物外泌体样纳米颗粒研究进展》,发表于《中国医院药学杂志》2026年5月第46卷第9期。作者包括王丽君、陈昌顺、赵棉、邹文羽、徐小洁、管咏梅、刘阳、吴文婷,分别来自江西中医药大学药学院、现代中药制药产业学院及现代中药制剂教育部重点实验室。研究资助来源于国家自然科学基金地区基金项目及江西省自然科学基金面上项目。
文章聚焦于药食两用植物外泌体样纳米颗粒(medicinal and edible plant-derived exosome-like nanoparticles,mepns)的多维度研究进展。作者在开篇指出,mepns因其独特的生物形态、生物活性及良好的生物相容性,正成为生物医学与功能性食品领域的研究热点。文章旨在总结mepns的形成机制、生理功能、提取分离技术,并分别从直接治疗用纳米粒、药物递送载体及食品领域应用三个层面进行系统梳理,同时指出当前研究面临的问题与未来方向。
文章提出的第一个核心观点是植物来源外泌体(plant-derived exosomes,pdes)在生物发生机制上具有比动物来源外泌体(animal-derived exosomes,ades)更高的复杂性。作者指出,pdes形成不仅涉及与ades类似的多泡体途径,即质膜内陷形成早期内体、内体膜出芽生成腔内囊泡、多泡体与质膜融合释放外泌体,还具备植物特有的外囊阳性细胞器途径和液泡途径。外囊阳性细胞器是一种球形双膜结构,能够与质膜融合释放膜囊泡;而中央液泡与质膜融合后可将水解酶及蛋白释放至胞外以攻击病原体,也被认为是pdes的潜在来源之一。在膜组成上,pdes尚未发现公认的特异性蛋白标记,且几乎缺失胆固醇与鞘脂,富含磷脂乙醇胺、磷酰氨酸等脂质成分,其中磷酰氨酸为主要脂质。这一组成特征与ades以胆固醇和鞘脂为膜骨架、以cd63/cd9/tsg101为表面标志的结构存在显著差异。
第二个核心观点围绕mepns的提取分离技术展开。文章对超速离心法、蔗糖密度梯度离心法、聚合物沉淀法、尺寸排阻色谱法及试剂盒提取法进行了对比分析。超速离心法是目前最常用的方法,操作相对简单且适用于大体积样品,但存在外泌体损坏风险及纯度不足的问题。蔗糖密度梯度离心法可获得高纯度外泌体,通常集中于30%—45%蔗糖浓度层间,但产量较低且加工时间长。聚合物沉淀法以聚乙二醇为常用试剂,可实操性强,但缺乏对mepns的特异性识别,产物为mepns与类外泌体的混合组分,纯度较低。尺寸排阻色谱法可得到尺寸均一、结构完整的外泌体,但回收率低且对粒径相近的小分子类外泌体难以有效分离。试剂盒提取法使用便捷,适合高通量实验,不同试剂盒原理各异,其中基于亲和膜特异性结合的exoeasy maxi试剂盒在mepns与类外泌体分离上表现较优。文章强调,由于植物细胞壁需酶解且ev亚型混杂,实际应用中常需联合多种方法以提高纯度和产量。
第三个核心观点详细阐述了mepns在疾病直接治疗中的应用潜力。文章系统列举了mepns在炎症性疾病、癌症、代谢性疾病、肝脏疾病、骨骼疾病、神经系统疾病、皮肤疾病及心血管疾病中的治疗作用。在结肠炎治疗方面,西兰花来源的mepns通过激活肠道树突状细胞中的ampk通路诱导耐受性树突状细胞,抑制小鼠结肠炎;桑树皮来源的mepns选择性激活肠上皮细胞中cop9/cops8信号小体亚基8发挥效应;生姜来源的mepns则通过诱导白细胞介素-22表达改变肠道微生物群组成。在肝脏疾病方面,蓝莓来源的mepns通过降低ast和alt水平、抑制fas和acc1表达减少脂滴积累,改善非酒精性脂肪性肝病;石榴来源的mepns通过减少氧化应激和细胞凋亡防止酗酒引起的肠漏和肝损伤。在癌症治疗方面,人参来源的mepns能够主动穿透血脑屏障靶向c-myc基因抑制胶质瘤增殖,并通过促进巨噬细胞m1到m2表型极化产生总活性氧导致黑色素瘤细胞凋亡;茶花来源的mepns优先积累在乳腺肿瘤及肺转移部位,通过促进ros产生和调节微生物群组成抑制肿瘤生长。这些证据共同表明,mepns所携带的多种植物次生代谢物及核酸成分是其发挥直接治疗作用的关键基础。
第四个核心观点集中于mepns作为药物递送载体的应用。文章指出,与合成纳米平台及动物来源外泌体样纳米颗粒相比,mepns具备三大核心优势:高生物安全性和低免疫原性、制备便携性以及广谱药物负载特性。在小分子药物递送方面,葡萄柚来源的mepns可有效将阿霉素输送至肿瘤组织,并将甲氨蝶呤和姜黄素精准递送至炎症部位。在核酸药物递送方面,生姜来源的mepns经靶向配体修饰后能负载sirna至肿瘤细胞;葛根来源的mepns可将活性mirna递送至大脑,增强线粒体自噬并促进atp合成,有助于帕金森病环境下多巴胺能神经元存活;绿茶来源的mepns则可递送pirna至主动脉夹层损伤部位调节血管重塑。在蛋白质药物递送方面,柚子和番茄果汁来源的mepns表现出了搭载热休克蛋白70的潜力。不过,文章也明确指出mepns作为载体的固有局限,包括包封率低、载药后稳定性差、免疫原性尚未系统评估及靶向递送精准度不足,并提出了将药物载荷纳米载体结构嵌入mepns或贴附其表面、通过工程化手段植入靶向配体等改进策略。
第五个核心观点涉及mepns在食品领域的应用前景与挑战。文章认为,mepns可加工成食品添加剂以丰富功能性食品功效,也可作为抗氧剂应用于食品包装或直接添加至食品中,还可用于包封食品中的功能成分以提升稳定性与吸收率。但menps对温度、ph值及加工条件极为敏感。文章引用牛奶外泌体研究作为参照,指出巴氏杀菌和均质化处理可使牛奶中mirna减少63%,反复冻融也可能破坏外泌体完整性。因此,系统研究menps在食品加工过程中的稳定性机制并优化储存条件,是保障其结构完整性和功能活性的关键前提。
文章在总结部分指出,当前mepns研究的主要挑战包括:缺少统一的提取分离标准,不同方法在纯度、产量和活性保留上差异显著;不同来源mepns的疗效分子基础尚未完全明确;人体药动学、毒理学及长期安全性数据缺乏。作者建议联合材料科学、食品工程等多学科力量,设计多功能mepns载体及功能性食品,以推动药食两用植物资源的深度开发。
本文的价值在于系统整合了mepns从形成机制、提取分离到医疗与食品应用的完整知识链条。通过对不同研究证据的比较分析,文章揭示了mepns相对于ades在生物安全性、原料成本及功能多样性方面的潜在优势,同时也客观指出了技术标准化、稳定性调控和临床转化证据不足等关键瓶颈。对于从事植物外泌体研究、纳米药物递送系统开发及功能性食品设计的科研人员而言,本文提供了较为系统的参考框架和进一步研究的方向指引。