该研究由南京中医药大学、江苏省医药创新中心（南京中医药大学附属中西医结合医院）、山东省中医药研究院以及德国图宾根大学的研究人员共同完成。通讯作者为Peng Cao（曹鹏）与Yali Liu（刘雅莉）。该研究发表于2025年的学术期刊《Research》上（文章ID：article 0675）。

二、 学术背景与研究目的

本研究聚焦于皮肤病学与药物递送交叉领域，具体针对银屑病这一慢性、复发性、炎症性皮肤疾病。银屑病的核心病理机制涉及白细胞介素-17（IL-17）信号通路的过度激活，导致角质形成细胞异常增殖、炎症细胞浸润和皮肤屏障破坏。目前的治疗方法，如皮质类固醇、维生素D类似物以及IL-17靶向生物制剂等，虽然有效，但普遍存在皮肤渗透性差、长期使用副作用大、成本高昂或疗效有限等问题。因此，开发安全、有效且易于应用的新型疗法具有迫切需求。

近年来，植物来源的细胞外囊泡样颗粒（plant-derived extracellular vesicle-like particles, EVPs） 因其良好的生物相容性、低免疫原性、可大规模生产以及作为天然生物活性分子载体的潜力而受到广泛关注。EVPs是纳米级的磷脂双层囊泡，能够携带蛋白质、脂质、核酸（如microRNA）等物质，介导跨物种的细胞间通讯。已有研究表明，一些植物EVPs具有抗炎、抗氧化等生物活性。

本研究旨在探索特定植物EVPs治疗银屑病的潜力及其分子机制。其具体目标包括：从多种药用植物中筛选出具有强抗炎、抗氧化活性的EVPs候选者；开发优化的局部递送系统（如水凝胶）以提高EVPs在病变皮肤的稳定性和滞留性；在体内模型中评估其预防和治疗银屑病的疗效；并通过转录组学和小RNA测序等技术，深入解析其发挥治疗作用的关键活性成分（特别是microRNA）及其调控的分子信号通路（如IL-17通路）。

三、 详细研究流程

本研究包含一个系统且环环相扣的完整工作流程，主要可分为以下七个核心环节：

1. 植物EVPs的制备、筛选与理化表征 首先，研究团队基于文献记载和传统中医用途，选取了10种具有抗炎潜力的药用植物，包括紫苏、人参、姜、黄连等。采用差速离心结合蔗糖密度梯度超速离心的标准方法，从各植物叶片汁液中分离纯化EVPs。通过透射电子显微镜（TEM） 和纳米颗粒追踪分析（NTA） 对所有制备的EVPs进行表征，确认其具有典型的杯状形态，粒径分布在130-200 nm之间，符合EVPs特征。

2. 体外生物活性筛选与紫苏叶EVP（PLEVP）的确定 利用人永生化角质形成细胞（HaCaT） 建立IL-6诱导的炎症模型。首先进行细胞毒性测试，确认所有10种植物EVPs在测试浓度下均无明显细胞毒性。随后，评估它们清除活性氧（ROS） 和抑制促炎细胞因子（IL-6, IL-1β）分泌的能力。结果表明，紫苏叶来源的EVP（PLEVP） 在降低ROS水平和抑制炎症因子方面表现最为突出，因此被选定为后续研究的候选对象。

3. PLEVP的成分分析与细胞水平功能验证 为了解PLEVP生物活性的物质基础，研究对其进行了全面的脂质组学、代谢组学、蛋白质组学及RNA谱分析，并与原始紫苏叶汁液对比。结果发现，PLEVP富含神经酰胺、己糖基神经酰胺（对皮肤屏障至关重要）、黄酮类等次生代谢产物，且其RNA主要为小RNA物种，蛋白质谱也更为简单。这些特征表明PLEVP是一个高度富集了特定生物活性成分的递送系统。 在细胞实验中，进一步确定了PLEVP抑制IL-6诱导的HaCaT细胞增殖、清除ROS和降低炎症因子分泌的最佳浓度（10 μg/ml）。同时，利用荧光染料（DiR, DiO）标记PLEVP，通过共聚焦显微镜证实了PLEVP能够被正常和炎症状态的HaCaT细胞有效内吞，且呈时间依赖性，说明其具有良好的细胞递送能力。

4. PLEVP水凝胶递送系统的构建与评价 为提高PLEVP的局部应用性能，研究将其载入卡波姆（Carbopol）水凝胶中。对PLEVP水凝胶进行了系统的药剂学评价：流变学分析显示其具有剪切稀化行为和良好的机械稳定性；体外释放实验表明水凝胶能实现PLEVP的持续释放（超过72小时）；稳定性研究（60天，4°C）证明水凝胶能有效防止PLEVP颗粒聚集，维持其粒径和Zeta电位的稳定。 更重要的是，通过活体荧光成像、皮肤冰冻切片荧光成像和双光子显微镜技术，在健康和小鼠银屑病模型皮肤上评估了递送效率。结果一致显示，与PLEVP溶液相比，PLEVP水凝胶能显著延长药物在皮肤上的滞留时间，并提高其在表皮和真皮中的分布深度，尤其是在屏障受损的银屑病皮肤中渗透性更佳。

5. 体内银屑病模型疗效评估 使用咪喹莫特（IMQ）诱导的BALB/c小鼠银屑病样模型，分别在预防性（从诱导第3天开始治疗）和治疗性（完全诱导后开始治疗）两种模式下，评估PLEVP水凝胶的疗效。评估指标非常全面，包括： * 宏观指标：皮损外观拍照、银屑病面积与严重程度指数（PASI） 评分、皮肤厚度、体重变化。 * 脏器指标：脾脏大小与脾脏指数（反映系统炎症）。 * 组织病理学：苏木精-伊红（H&E）染色观察表皮增生和炎症浸润。 * 免疫组化（IHC）与免疫荧光（IF）：检测Ki67（增殖）、IL-17（炎症）、Caspase-3（凋亡）、CD45（免疫细胞）、CD4（T细胞）等标记物的表达。 * 流式细胞术：分析脾脏中CD4+ Foxp3+ 调节性T细胞（Treg） 等免疫细胞亚群的比例变化。 * 酶联免疫吸附测定（ELISA） ：定量皮肤或血清中IL-1β, TNF-α, IL-17A, IL-23等多种炎症细胞因子的水平。 结果表明，PLEVP水凝胶（尤其是0.5 mg/ml浓度）能显著减轻小鼠的银屑病样症状，效果优于或相当于阳性药他克莫司。具体表现为：降低PASI评分和皮肤厚度、减轻表皮增生、促进角质形成细胞凋亡、减少免疫细胞浸润、上调Treg细胞比例、并全面抑制多种促炎细胞因子的产生。

6. 作用机制的分子生物学探索 为阐明PLEVP起效的分子机制，研究进行了深入的组学分析： * 转录组测序（RNA-seq）：对模型组和PLEVP治疗组小鼠的皮损组织进行测序。基因集富集分析（GSEA） 和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析均明确显示，IL-17信号通路被显著下调。定量聚合酶链反应（qPCR） 进一步验证了通路中关键基因（*IL17a, IL17f, IL23a, CXCL1, CXCL2, CXCL5, IL6*）的表达降低。 * 小RNA测序（small RNA-seq）：为了找出PLEVP中可能起关键调控作用的活性成分，研究将PLEVP与IL-6刺激的HaCaT细胞共培养后，提取RNA进行小RNA测序。关键创新点在于，他们使用了紫苏特异性的microRNA数据库进行分析，从而精准识别出来源于PLEVP而非宿主细胞的microRNA。分析发现，pab-miR396a-5p是其中显著上调的一个候选分子。生物信息学预测和双荧光素酶报告基因实验证实，pab-miR396a-5p能够靶向结合植物热休克蛋白83A（HSP83A） 的3‘非翻译区（3’-UTR）。

7. 关键microRNA的功能验证与合成模拟物的疗效确认 为了确认pab-miR396a-5p的核心作用，研究进行了功能获得和功能缺失实验： * 体外功能验证：在HaCaT细胞中分别转染pab-miR396a-5p模拟物（mimics） 和抑制剂（inhibitors）。qPCR、Western Blot、免疫荧光和ELISA结果一致表明，过表达pab-miR396a-5p能下调其哺乳动物同源靶标HSP90，并进而抑制NF-κB和JAK2/STAT3这两个上游信号通路的激活，最终导致IL-17信号通路相关基因和蛋白（如IL-17A, IL-6）的表达下降。而抑制该miRNA则会减弱PLEVP的抗炎效果。 * 体内疗效复证：为进一步证明pab-miR396a-5p本身的治疗潜力，研究合成了其模拟物，并用微流控技术将其封装进脂质纳米粒（LNPs） 中，制成pab-miR396a-5p mimics@LNPs。在IMQ诱导的小鼠银屑病模型中进行治疗。结果显示，该合成模拟物纳米制剂能够有效缓解银屑病症状，其机制同样是通过抑制HSP90，进而下调NF-κB、JAK/STAT和IL-17信号通路。这直接证明了pab-miR396a-5p是PLEVP发挥疗效的关键活性成分之一。

8. 安全性评估 研究还对PLEVP水凝胶进行了初步的安全性评价。通过在小鼠皮肤上进行两个周期的重复给药并设置恢复期，监测皮肤外观、经皮水分流失（TEWL）、体重、皮肤厚度、血液生化指标以及主要器官的组织病理学变化。结果显示，PLEVP水凝胶未引起明显的皮肤刺激、系统毒性或器官损伤，表明其具有良好的生物相容性和安全性。

四、 主要研究结果

1. 成功筛选出高效抗炎植物EVP：从10种药用植物中，发现紫苏叶EVP（PLEVP） 在体外具有最强的抗氧化和抗炎活性，且无细胞毒性。
2. 构建了高效稳定的局部递送系统：将PLEVP载入卡波姆水凝胶，显著提高了其在储存期的稳定性、在皮肤上的滞留时间以及对银屑病病变皮肤的渗透能力。
3. 体内证实卓越的银屑病治疗功效：在IMQ诱导的小鼠模型中，PLEVP水凝胶能有效预防和治疗银屑病样病变，宏观、微观及分子层面指标均显示显著改善，其效果优于传统治疗药物他克莫司。作用涉及减少氧化应激、促进角质形成细胞凋亡、调节Treg/Th17免疫平衡等多个方面。
4. 揭示核心作用通路：通过转录组学分析，首次明确PLEVP的治疗作用与显著下调IL-17信号通路密切相关。
5. 鉴定出关键活性microRNA：通过基于物种特异性数据库的小RNA测序，发现PLEVP携带的pab-miR396a-5p是调控炎症的关键分子。该miRNA在细胞中被有效递送并上调。
6. 阐明分子机制：证实pab-miR396a-5p通过靶向HSP83A/HSP90，抑制其表达，进而阻断NF-κB和JAK/STAT信号通路的激活，最终导致IL-17信号通路及其下游炎症反应被全面抑制。这一机制在细胞和动物水平均得到验证。
7. 验证合成microRNA的治疗潜力：人工合成的pab-miR396a-5p模拟物经LNP封装后，在银屑病模型中重现了与PLEVP相似的治疗效果，从反面论证了该miRNA的核心地位。

五、 研究结论与价值

本研究系统性地证明，紫苏叶来源的细胞外囊泡样颗粒（PLEVP）是一种极具潜力的银屑病天然纳米治疗剂。其价值主要体现在：

1. 科学价值：

   • 揭示了植物EVP跨物种调控哺乳动物疾病通路的新机制：首次阐明了植物EVP可通过递送内源性microRNA（pab-miR396a-5p），靶向哺乳动物的HSP90，进而精细调控NF-κB、JAK/STAT和IL-17这一关键炎症轴，为“跨界通讯”提供了新的分子证据。
   • 提供了银屑病治疗的新靶点与策略：明确了pab-miR396a-5p/HSP90轴作为银屑病干预的潜在新靶点，为开发基于microRNA的银屑病疗法提供了新思路。
   • 建立了植物EVP研究的标准化流程：从筛选、表征、递送系统构建到机制探索，形成了一套完整的研究范式，特别是使用植物特异性miRNA数据库进行溯源分析的方法，提升了研究的准确性和可信度。

2. 应用价值：

   • 开发了一种安全、有效、可规模化的银屑病候选疗法：PLEVP来源于可食用植物，生物相容性好，生产工艺相对简单，成本较低，配合水凝胶剂型便于患者自行局部使用，具有转化和临床应用的良好前景。
   • 展示了植物EVP作为天然核酸药物递送平台的潜力：本研究证实植物EVP能有效保护并递送具有治疗功能的microRNA至靶细胞，这为利用植物EVP开发其他疾病的核酸药物递送系统提供了范例。

六、 研究亮点

1. 研究思路的系统性与创新性：工作从“筛选-递送-疗效-机制-验证”层层递进，逻辑严谨完整，将传统药用植物的现代纳米技术与分子生物学机制深度结合。
2. 递送系统的巧妙设计：将PLEVP与水凝胶结合，简单而有效地解决了纳米颗粒局部应用面临的稳定性、滞留和渗透难题，极具转化价值。
3. 机制研究的深度与突破：不仅发现了PLEVP调控IL-17通路，更进一步精准定位到其携带的单一植物源性microRNA（pab-miR396a-5p），并完整阐明了从靶基因（HSP90）到上游信号（NF-κB/JAK-STAT）再到核心炎症通路（IL-17）的级联调控网络，机制阐释非常清晰深入。
4. 方法学的严谨性：在使用小RNA测序鉴定植物miRNA时，创造性地采用紫苏特异性数据库，避免了使用动物数据库造成的干扰，确保了结果的特异性和可靠性。
5. 结论的双重验证：既通过功能获得/缺失实验在细胞水平验证了pab-miR396a-5p的功能，又通过合成模拟物LNP在动物水平复现了疗效，使结论坚实可靠。

七、 其他有价值的内容

研究也坦诚地指出了当前工作的局限性，并为未来研究指明了方向：例如，可进一步在包含免疫细胞的更复杂模型（如共培养系统或3D皮肤模型）中验证PLEVP的作用；深入探究PLEVP的透皮和细胞摄取的具体机制；探索将PLEVP与传统中药复方或更先进的递送技术（如微针）结合的可能性。这些思考体现了研究的前瞻性。此外，代谢组学提示PLEVP中还存在其他具有抗炎潜力的活性成分（如黄酮类），它们可能与pab-miR396a-5p产生协同效应，这也是未来值得探索的方向。

总而言之，这项研究是一项融合了天然产物、纳米医学、分子生物学和皮肤病学的杰出工作，不仅为银屑病治疗带来了新的希望，也极大地拓展了人们对植物源性囊泡生物学功能及治疗应用的认识。