植物源性外泌体(PDEs):传统草药提取与创新纳米载体的协同突破与临床转化挑战

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Phytomedicine 6.7

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  本研究针对传统草药多组分协同但生物利用度低、有效物质不明等临床转化难题,创新性探讨植物源性外泌体(PDEs)的磷脂双分子层结构优势。通过系统分析PubMed等数据库高频药用植物(如人参、生姜)的PDEs特征,揭示其天然靶向递送、稳定性增强等突破性优势,为慢性病精准治疗提供新型纳米载体范式。

  

传统草药虽具有多组分协同治疗的优势,却长期受困于干燥加工导致的活性成分流失、生物利用度低下等瓶颈。更棘手的是,复杂的化学成分使得有效物质和作用靶点难以明确,严重制约临床转化。在此背景下,澳门科技大学与兰州大学的研究团队在《Phytomedicine》发表重要研究,系统阐释了植物源性外泌体(Plant-derived exosomes, PDEs)这一革命性载体如何突破传统局限。

研究采用文献计量学方法,系统检索PubMed、Web of Science等数据库中关于人参(Gin-DEs)、生姜(Ggr-DEs)等高频药用植物外泌体的关键数据。通过整合超速离心、密度梯度离心等分离技术,结合HPLC-MS多组学分析,首次建立传统草药提取物与PDEs的系统比较框架。

提取方法
研究发现差速超速离心虽操作简便但纯度有限,而密度梯度离心能显著提高外泌体分离精度。免疫亲和捕获技术则展现出特异性富集优势,为标准化制备提供新思路。

生物发生机制
PDEs通过植物质膜内陷形成,其过程受环境胁迫和病原体识别调控。与哺乳动物外泌体(MDEs)相比,PDEs表面特有的四跨膜蛋白和凝集素赋予天然靶向能力,无需人工修饰即可实现受体介导的内化。

成分特征
质谱分析揭示生姜外泌体含独特的水通道蛋白,而人参外泌体(Gin-DEs)富含MGDG(单半乳糖甘油二酯)、Cer(神经酰胺)等脂质成分。这些小分子RNAmiRNAs和代谢物在新鲜组织中保存完整,避免了传统酒精提取的活性损失。

跨物种调控
PDEs通过膜融合、内吞等途径进入哺乳动物细胞后,可精准调控巨噬细胞极化(M1/M2型)和PD-1/PD-L1等免疫检查点,在癌症、病毒性肺炎等疾病模型中展现治疗潜力。

临床转化挑战
尽管PDEs具有生产成本低、无免疫原性等优势,但存储稳定性差、分离标准缺失等问题亟待解决。研究人员特别指出,现有技术难以区分30-150 nm范围内的外泌体与非囊泡蛋白聚集体。

这项研究开创性地将传统草药智慧与现代纳米技术相结合,证实PDEs能完整保留植物活性成分,其天然磷脂双分子层结构可抵抗酶解和pH波动,口服生物利用度较传统提取物提升3-5倍。更重要的是,PDEs表面植物特异性蛋白可实现器官靶向递送,为阿尔茨海默病、糖尿病等慢性病的精准治疗开辟新途径。该成果不仅重新定义了植物药的作用范式,更推动中医药现代化进入纳米药物新时代。

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