综述：细胞外囊泡大规模生产的物理化学调控策略

这篇综述系统探讨了通过化学刺激（如pH/温度调节）、机械刺激（如剪切应力/超声）和结构刺激（如3D培养/生物反应器）提升细胞外囊泡（EVs）产量的策略，并提出了细胞衍生纳米囊泡（EV-mimics）作为替代方案，为EVs的临床转化提供了规模化生产新思路。

　　

细胞外囊泡的临床潜力与生产挑战

细胞外囊泡（EVs）因其生物相容性、高效细胞摄取能力和生物活性分子递送特性，在疾病诊断、治疗和再生医学中展现出巨大潜力。然而，EVs的低分泌产量和大规模生产难题仍是阻碍其临床应用的主要瓶颈。

化学调控策略：从代谢重编程到应激诱导

营养剥夺：血清饥饿和葡萄糖剥夺通过上调ARF6、Rab家族基因表达，诱导代谢应激，使神经母细胞瘤（N2a）和心肌细胞（H9C2）的EV产量提升4倍。
pH调控：酸性环境（pH 6.5）使乳腺癌细胞（SKBR3）EV分泌增加69倍，质子泵激活和膜脂质（如鞘磷脂）重组是关键机制。
温度刺激：40-42°C热应激通过钙内流和HSP90上调，促进肺癌细胞（3LL）EV释放量提升3.5倍。
缺氧诱导：1% O₂
条件下，缺氧诱导因子（HIF）通过Rab22A通路使卵巢癌细胞EV分泌增加2倍。
胆固醇调节：他汀类药物抑制HMG-CoA还原酶，通过PI3K-Akt通路使间充质干细胞（MSCs）EV产量提升6倍。

机械刺激：力学生物学的创新应用

剪切应力：5 dyn/cm²
流体剪切力通过Piezo1钙通道激活，使红细胞EV产量提高6.6倍。
超声辐射：低强度超声（0.5 W/cm²
）通过声空化效应促进星形胶质细胞EV分泌增加5倍。
辐射诱导：4 Gy γ射线通过p53/TSAP6通路使前列腺癌细胞（22Rv1）EV释放量提升3倍。

3D培养系统：规模化生产的工程突破

球体培养：动态3D球体培养使MSCs的EV产量较2D培养提高6.7倍，缺氧核心和细胞骨架重构是主要驱动因素。
微载体生物反应器：垂直轮式生物反应器结合Cytodex微载体，使EV生产率提升20倍。
中空纤维系统：连续灌流培养55天使脐带MSCs（hUC-MSCs）EV产量增加19.4倍。

细胞衍生纳米囊泡：仿生设计的替代方案

通过超声破碎（1分钟）、氮气空化或微流控切片技术制备的EV-mimics，产量可达天然EVs的100倍，且保留CD9/CD63标志蛋白。

未来展望

整合化学-机械协同刺激（如TGF-β3联合3D培养）、优化生物反应器参数、开发标准化纯化工艺，将是实现EVs临床级生产的关键。而EV-mimics的工程化改造，为突破天然EVs产量限制提供了新思路。