综述：通过细胞外囊泡的微RNA纳米递送：调节细胞衰老的机制与潜力

《International Journal of Nanomedicine》：Nanoscale Delivery of MicroRNAs via Extracellular Vesicles: Mechanisms Potential in Modulating Cellular Senescence

　　

衰老是指生物体功能和生理完整性随时间逐渐下降的过程，标志着生命不可逆的自然过程。衰老与细胞间通讯的异常改变相关，其中细胞之间交换的信号分子可以加速或阻碍这一过程。在快速发展的纳米医学领域，细胞外囊泡（EVs）已成为天然的纳米级递送载体，能够高效传递多种货物，包括微RNA（miRNA）、DNA、脂质和蛋白质。与合成纳米载体相比，EVs具有优越的生物相容性和独特的穿越生物屏障能力。封装在这些内源性纳米颗粒中的miRNA已显示出在体内和体外调节多种衰老过程的能力。值得注意的是，尽管来自干细胞、巨噬细胞和循环系统的EV源性miRNA的临床转化仍存在一些挑战，但它们在抗衰老领域的纳米治疗应用潜力不可否认。在此，研究人员全面总结了EV递送的miRNA在衰老过程中的调控功能，并提出了用于EV抗衰老应用的新型仿生纳米医学策略。

论文主体部分系统阐述了细胞外囊泡（EVs）及其携带的微RNA（miRNA）在调节细胞衰老中的双重作用，分别从加速衰老和减缓衰老两个维度展开，并最后总结了现状与展望。

**细胞外囊泡miRNA加速衰老过程**

**细胞衰老**：EVs作为衰老相关分泌表型（SASPs）的重要组成，通过携带特定miRNA（如miR-30a、miR-34a-5p、miR-10a、miR-30c、miR-451a等）传播衰老微环境。这些miRNA可干扰年轻细胞增殖周期、降低骨髓间充质干细胞（BMSCs）活力、调控活性氧簇（ROS）生成和线粒体自噬，并通过激活p53/p21^CIP1和p16^INK4A/pRb通路导致细胞周期停滞。此外，EVs携带的miR-34a和miR-570可下调去乙酰化酶Sirtuin-1（SIRT1）和SIRT6，促进细胞衰老局部扩展。

**基因组不稳定性**：EVs通过诱导DNA损伤或干扰修复系统加速基因组不稳定。例如，衰老人脐静脉内皮细胞（HUVECs）释放的miR-21-5p和miR-217靶向DNA甲基转移酶1和SIRT1，导致部分去甲基化；循环EVs中的miR-30d-5p和miR-30e-5p增强氧化应激和DNA损伤标志物γH2AX表达；含BCR-ABL1 mRNA的EVs通过上调TGF-β1分泌造成DNA损伤；miR-1246通过靶向LIG4基因降低非同源末端连接修复效率。

**免疫与炎症**：EVs在炎症性衰老中发挥关键介导作用。含端粒重复序列RNA（TERRA）的EVs刺激TNF-α、IL-6、CXCR4等炎症因子产生，增强先天免疫反应。不同细胞来源的EVs通过miRNA（如miR-199a-5p、miR-143-3p、miR-183-5p、miR-19b-3p等）诱导巨噬细胞向M1样表型极化，激活NF-κB通路，加剧炎症。同时，炎症环境也能刺激EVs分泌，形成恶性循环。

**线粒体功能障碍**：EVs携带的miRNA通过干扰线粒体能量代谢促进衰老。例如，miR-503直接结合过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1β（PGC-1β）和线粒体去乙酰化酶SIRT3，破坏电子传递链复合物活性；miR-23b-3p和miR-494-3p抑制SIRT3表达，导致ROS升高和细胞损伤；miR-34a和miR-146a刺激线粒体呼吸并增加ROS，造成线粒体DNA损伤。此外，miR-326-3p通过抑制Rictor削弱能量代谢，降低线粒体膜电位。

**干细胞耗竭**：EVs通过miRNA影响干细胞分化潜能。衰老骨髓液来源的EVs通过miR-183簇靶向血红素加氧酶-1，抑制成骨分化；辐射活化成纤维细胞来源的miR-23a靶向BMSCs的CXCR4/CXCL12轴；循环EVs中miR-31通过抑制frizzled样受体-3阻碍成骨；miR-140通过靶向过氧化物酶体增殖物激活受体α-脂肪细胞脂质转移蛋白轴，促使骨骼干细胞转向成脂分化。

**端粒磨损**：巨噬细胞来源的EVs传递miR-155至肾小管上皮细胞（TECs），靶向TRF1导致端粒功能障碍；辐射细胞来源的EVs中miRNA可逆性降低受体细胞端粒酶活性，通过旁效应促进衰老。

**细胞外囊泡miRNA减缓衰老过程**

**干细胞来源的EVs**：胚胎干细胞EVs（ESC-EVs）中的miR-15b-5p和miR-290a-5p通过沉默CCN2 mRNA拮抗PI3K/AKT促衰老信号；间充质干细胞EVs（MSC-EVs）中的miR-146a通过抑制SRC激酶活化减轻氧化应激诱导的DNA损伤；miR-132-3p激活Ras/PI3K/Akt/eNOS信号轴，改善血管功能；miR-302b转录上调HIF-1α，恢复氧化磷酸化效率；miR-222-3p通过SOCS3/JAK2/STAT3通路促进巨噬细胞M2极化；miR-21靶向PTEN激活PTEN/PI3K-Nrf2轴，增强CD4⁺T细胞抗氧化能力；脐带间充质干细胞EVs（UMSC-EVs）中的miR-675靶向TGF-β1抑制TGF-β1/pSMAD/p21轴；miR-146a-5p和miR-21-5p刺激PI3K/mTOR通路恢复卵母细胞质量；脂肪来源MSC-EVs（ADSC-EVs）中的miR-125b-5p、miR-let7c-5p、miR-214-3p改善多系统功能衰退。此外，miR-302b通过靶向Cdkn1a和Ccng2逆转细胞周期停滞；miR-26a-5p和miR-381-3p通过调节p53信号轴促进软骨细胞年轻化。

**巨噬细胞来源的EVs**：M2表型巨噬细胞来源的EVs（M2-EVs）通过miR-99a-5p直接靶向mTOR，抑制PI3K/mTOR信号轴，减轻炎症并恢复卵巢储备和卵母细胞质量。

**循环系统来源的EVs**：年轻小鼠血浆EVs携带miR-144-3p、miR-149-5p、miR-455-3p，通过上调PGC-1α增强线粒体生物合成；运动后年轻小鼠EVs中miR-30c-5p靶向肝脏，恢复甘油三酯稳态并抑制肝星状细胞活化；健康男性血清EVs中miR-34a通过上调蛋白磷酸酶1核靶向亚基减轻DNA损伤反应；miR-17-3p通过抑制组织金属蛋白酶抑制因子3促进细胞增殖；人脐带血EVs（UCB-EVs）中miR-3960通过表观遗传沉默同源框A2（HOXA2）刺激Runx2驱动的成骨分化。

**其他来源的EVs**：内皮细胞EVs（EC-EVs）中miR-214通过沉默共济失调毛细血管扩张突变基因减缓血管衰老；人支气管上皮细胞EVs（HBEC-EVs）中miR-26a、miR-26b、miR-141、miR-200a、miR-16、miR-148协同抑制WNT5A和WNT10B，减轻肺上皮细胞衰老；星形胶质细胞EVs（AST-EVs）中miR-26a-5p靶向神经细胞黏附分子（NCAM），激活AKT/GSK3-β/CRMP2通路，改善认知功能。此外，真菌桑黄（PL）来源的EVs中真菌特异性miR-CM1通过结合单加氧酶Mical2的3'UTR，抑制NADPH氧化酶1膜转位，减轻皮肤光老化。

**结论与展望**：EVs携带的miRNA通过调控衰老标志（基因组不稳定、蛋白稳态丧失等）在细胞间衰老对话中起关键作用。EVs作为多源治疗平台，其miRNA货物可靶向多个衰老通路。然而，EV生物发生的时空调控、miRNA分选机制、体内追踪技术、临床前模型向人类转化等仍存在挑战。未来需发展标准化制备方案、生物工程修饰策略（如表面配体修饰增强靶向递送、电穿孔或超声优化miRNA负载效率），以及人源类器官和非人灵长类模型验证，以推动基于EVs的纳米药物在健康衰老领域的临床应用。