综述：植物源性外泌体样纳米颗粒作为有前景的生物治疗工具：最新进展与挑战

这篇综述系统阐述了植物源性外泌体样纳米颗粒（PELNs）的研究进展，重点探讨了其生物发生途径、标准化分离方法（如超速离心和密度梯度分离）、分子组成（蛋白质/脂质/核酸/代谢物）、细胞摄取机制，以及在免疫调节、氧化还原稳态和组织再生中的跨物种调控作用。文章还总结了PELNs作为药物递送平台的工程化应用（如化学修饰、基因工程和仿生膜杂交），并指出规模化生产瓶颈和药代动力学研究不足等挑战。

　　

植物源性外泌体样纳米颗粒：自然界的智能递药系统

1. 引言

植物源性外泌体样纳米颗粒（PELNs）是直径30-150 nm的脂质双层囊泡，与哺乳动物外泌体类似但具有独特优势：低免疫原性、高生物相容性、卓越的生物屏障穿透能力。2009年从向日葵幼苗中首次分离后，PELNs被证实可通过递送植物源性生物活性成分（如miRNA、多酚）调控人类细胞的免疫反应和氧化还原平衡，实现跨物种"对话"。

2. PELNs的生物发生

PELNs通过三种经典途径产生：液泡途径、多泡体（MVBs）途径和外泌体阳性细胞器（EXPO）途径。MVBs途径与哺乳动物外泌体形成机制相似，内吞形成的早期内体通过融合高尔基体等细胞器成熟为含腔内囊泡（ILVs）的晚期内体，最终释放为PELNs。EXPO途径则通过自噬体样双膜结构介导细胞质运输。

3. 分离纯化技术

目前主要采用差异超速离心（如葡萄柚提取量达2×10¹⁰囊泡/mL）、密度梯度离心（草莓中纯度达18 μg/250 mL）、聚乙二醇（PEG）沉淀（生姜中产量3.8 g/kg）和尺寸排阻色谱（白菜中获10×10⁹颗粒/μg）。免疫亲和色谱通过靶向四跨膜蛋白TET8可特异性分离拟南芥PELNs，但植物特异性抗体的缺乏仍是技术瓶颈。

4. 分子组成图谱

• 蛋白质：富含植物特有的分泌型突触融合蛋白PEN1和Rab GTP酶，参与囊泡运输
• 脂质：以磷脂酸（PA）为主（生姜中占53%），介导微生物相互作用
• 核酸：3′端甲基化修饰的miRNA（如miR-159a）通过抑制TNF-α信号通路发挥抗炎作用
• 代谢物：生姜PELNs含6-姜烯酚，通过激活Nrf2/ARE通路增强抗氧化酶HO-1表达

5. 细胞摄取机制

PELNs通过三种方式进入细胞：

1. 膜融合直接释放内容物
2. 巨胞饮或网格蛋白介导的内吞（如葡萄柚囊泡靶向肠巨噬细胞）
3. 受体介导内吞（大蒜纳米颗粒通过CD98靶向肝癌细胞）

6. 生物治疗应用

• 肥胖干预：姜黄素重构囊泡通过激活TRPV1钙通道促进脂肪分解
• 神经疾病：葛根外泌体穿透血脑屏障，改善帕金森病小鼠多巴胺神经元存活
• 伤口愈合：草莓PELNs使成纤维细胞迁移速度提高2.3倍
• 肿瘤治疗：柠檬来源囊泡通过TRAIL通路诱导CML细胞凋亡，抑瘤率达68%

7. 工程化药物递送系统

• 肿瘤靶向：叶酸修饰的生姜PELNs负载阿霉素，结肠癌靶向效率提升4倍
• 心血管治疗：绿茶PELNs递送抗piRNA有效缓解动脉粥样硬化
• 皮肤抗衰：雪绒花外泌体搭载乙酰基六肽-8，皱纹减少41%

8. 现存挑战

临床转化面临三大瓶颈：

1. 缺乏标准化分离流程（不同方法产量差异达1000倍）
2. 跨物种调控机制未完全阐明（如人类细胞如何解码植物miRNA）
3. 靶向性不足（天然PELNs肿瘤蓄积率仅2.7%）

随着单细胞测序和微流控技术的发展，PELNs有望成为连接植物王国与人类健康的纳米桥梁，为下一代"绿色纳米药物"奠定基础。