综述:细胞外囊泡作为纳米材料载体:赋予卓越的靶向能力和生物安全性

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Coordination Chemistry Reviews 20.3

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  这篇综述系统探讨了细胞外囊泡(EVs)作为纳米材料载体的前沿进展,重点解析了其天然靶向性(homing properties)、低免疫原性和多功能协同治疗机制(如光热消融/photothermal ablation、活性氧/ROS),为克服传统纳米材料(如易降解、靶向性差)和单一EVs疗法(如疗效弱)的局限性提供了创新策略。

  

细胞外囊泡的来源与特性

细胞外囊泡(EVs)是由细胞释放的脂质双层包裹的纳米颗粒,广泛存在于体液和细胞培养液中,包括外泌体(exosomes)、微泡(microvesicles)等亚型。作为细胞间通讯的关键介质,EVs携带母细胞的蛋白质、核酸和脂质,赋予其天然的靶向能力(如通过表面受体CD47逃避免疫清除)和跨屏障穿透性。

纳米材料的治疗潜力与局限

纳米材料凭借可编程的理化性质(如模拟酶活性、光/磁响应性)在抗菌、抗炎和抗肿瘤领域展现出显著优势。然而,其临床应用受限于快速降解、非特异性分布和潜在毒性。例如,光热纳米颗粒虽能高效杀灭细菌,但缺乏病灶富集能力,易引发全身副作用。

EVs-纳米材料复合平台的协同机制

通过将功能性纳米材料(如金属有机框架/MOFs、量子点/QDs)装载至EVs载体,可构建兼具靶向性和多模态治疗能力的复合系统:

  1. 靶向增强:EVs膜蛋白(如整合素)介导的病灶归巢显著提升纳米材料的递送效率,实验显示肿瘤蓄积量提高3倍;
  2. 功能拓展:纳米材料赋予EVs光热/声动力(SDT)等物理治疗模式,例如黑磷纳米片(BPNSs)与EVs结合后,在近红外光下实现90%的肿瘤细胞消融;
  3. 安全性优化:EVs的天然“自我标记”降低纳米材料的免疫原性,小鼠实验证实复合系统循环半衰期延长至24小时。

疾病治疗中的创新应用

  • 细菌感染:载银纳米颗粒(AgNPs)的EVs通过膜融合靶向递送Ag+至细菌胞内,协同EVs内源性抗菌蛋白(如溶菌酶),对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的清除率达99%;
  • 炎症调控:负载超氧化物歧化酶(SOD)的EVs精准调节M1型巨噬细胞极化,抑制IL-6分泌至正常水平;
  • 肿瘤治疗:EVs包裹的二氧化锰(MnO2)纳米酶催化肿瘤微环境(TME)中H2O2分解为O2,缓解缺氧并增强放疗敏感性。

挑战与未来方向

尽管EVs-纳米材料复合系统前景广阔,仍面临规模化生产、载药标准化和长期毒性评估等瓶颈。未来需开发微流控等技术实现EVs的高效分离,并建立统一的药效评价体系以加速临床转化。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非文献支持信息)

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