《Journal of Extracellular Vesicles》：Natural Product-Derived Vesicles in Nanotherapeutics
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天然产物来源囊泡（NPVs）是从植物、真菌和海洋生物等多种来源中分离得到的脂质双分子层包被的纳米囊泡，日益被认为是一类具有潜在治疗相关性的新兴细胞外囊泡（EVs）。其丰富性、可再生性以及运输内源性代谢物和外源性载荷的能力，凸显了其作为可规模化生物递送载体的潜力
天然产物来源囊泡（NPVs）是从植物、真菌和海洋生物等多种来源中分离得到的脂质双分子层包被的纳米囊泡，日益被认为是一类具有潜在治疗相关性的新兴细胞外囊泡（EVs）。其丰富性、可再生性以及运输内源性代谢物和外源性载荷的能力，凸显了其作为可规模化生物递送载体的潜力。NPVs可与哺乳动物细胞相互作用，参与细胞间通讯，并影响调节疾病、支持组织修复和维持细胞稳态的保守生物学通路。此外，其结构可塑性为理化优化提供了机会，以改善功能性能和靶向特性。然而，NPVs的开发和转化受到异质性、分离流程变异性以及理化与功能表征不足等挑战的制约。本综述提出了一个系统框架，涵盖来源鉴定、纯化策略和表征方法，同时将分离方法与多方面评估相结合，以促进NPVs的理性开发，尤其强调结构优化和治疗功效的最新进展。此外，本综述重点介绍了九项临床试验的现状，反映了NPVs不断增长的转化和治疗潜力。通过阐述当前局限性并讨论潜在解决方案，本综述为改善NPVs的理化一致性和生物学性能提供了实用指导，从而促进其作为自然界启发的纳米治疗系统的发展。
1 引言
天然产物是生物活性化合物的重要来源，但溶解性、稳定性、膜渗透性和吸收等问题常限制其生物利用度和临床疗效。细胞外囊泡（EVs）是脂质双分子层包被的纳米颗粒，可介导细胞间通讯；但哺乳动物细胞来源EVs产量低、成本高，制约规模化生产。天然产物来源囊泡（NPVs）广泛来源于植物、食用菌和海洋生物等，兼具天然EVs和植物来源纳米囊泡（PDNVs）的特征，具有来源丰富、可扩展性好和生物相容性高等优势。该领域自2009年前后重新受到关注，但命名规范、分离表征、质量控制和临床转化仍面临挑战。本综述提出从源头到临床的系统框架，以推动NPVs作为天然来源纳米治疗平台的发展。
2 NPV来源的选择
NPV来源选择是质量源于设计的关键环节。选择时应基于民族药理学、前期生物测定和临床证据，同时兼顾来源可获得性、致敏风险、成本、药物相互作用、颗粒浓度和细胞摄取效率。病原体感染和营养生物强化可改变囊泡内代谢物含量，例如硒生物强化可显著提高花椰菜PDNVs的硒含量并增强抗胰腺癌效果，但通常不改变囊泡形态和膜表面结构。
3 NPV分离方法的优化
分离前处理包括匀浆法、组织渗透法、酶消化法、愈伤组织接种和水培系统。匀浆法简便且可获得大量初始材料，但易造成细胞损伤和胞内成分污染；组织渗透和酶消化等温和方法可减少污染并提高纯度，愈伤组织培养和水培系统则有助于提高产量和避免组织破坏。分离方法方面，差速超速离心虽为常用金标准，但存在损伤、聚集和纯度低等问题；密度梯度超速离心、聚合物沉淀、双水相系统（ATPS）、超滤、切向流过滤（TFF）、透析、尺寸排阻色谱（SEC）、阴离子交换色谱（AEC）、毛细管通道聚合物（C-CP）、亲和纯化、微流控及超快分离系统等方法各有优劣。联合使用互补分离技术可在产量、纯度、完整性、可扩展性和时间成本之间取得平衡。商品化分离试剂盒操作便捷，但可能共分离杂质，需增加后续纯化步骤。
4 NPV的表征与评估
NPV形态表征主要采用透射电子显微镜（TEM）、冷冻电镜（cryo-TEM）和原子力显微镜（AFM）观察脂质双分子层结构；粒径、浓度和zeta电位可通过纳米颗粒追踪分析（NTA）、动态光散射（DLS）、电泳光散射（ELS）和纳米流式细胞术（NanoFCM）测定。蛋白质标志物鉴定是理解生物发生和功能的重要步骤，植物来源NPVs中常用TET8、PEN1、PEN3、HSP70及ESCRT相关蛋白等作为阳性标志物，并以calnexin、组蛋白等作为阴性标志物。代谢物分析采用LC-MS/MS、BCA法及脂质组学等方法，结合KEGG和GO数据库预测活性机制。NPVs可携带核酸、脂质和次级代谢产物，且不同分离方法可富集不同活性成分。储存方面，-80℃冷冻和冻干联合海藻糖等保护剂可维持囊泡稳定性；需通过模拟胃肠液评估稳定性。细胞摄取途径可通过内吞抑制剂确定，亲脂染料标记时须注意假阳性。体内分布受给药途径影响，生物安全性需综合评估器官毒性、免疫原性和长期毒性。
5 NPV的体外与体内生物活性评估
抗肿瘤方面，苦木、茶花、米糠、人参和黑桑叶等来源的PDNVs通过诱导凋亡、细胞周期阻滞、ROS产生和抑制M2极化等机制抑制肿瘤生长与转移。抗炎方面，地黄、绿茶来源乳酸菌EVs、大蒜、姜黄、马齿苋和韭菜等PDNVs通过调控巨噬细胞极化、抑制NLRP3炎症小体活化及调节肠道菌群缓解结肠炎和全身炎症。代谢疾病方面，姜、大蒜和绿豆芽等PDNVs可通过AhR抑制、cGAS/STING通路调节及PI3K/AKT通路改善肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病。神经损伤方面，人参、黑枸杞和玛咖等PDNVs通过PI3K-AKT通路、5-HT表达和肠道菌群调节发挥神经保护和抗抑郁作用。心血管疾病方面，蒲公英、三七、苦瓜和甜菜根等PDNVs通过丁酸生成、M2极化、抗炎、抗氧化和抗铁死亡机制保护心脏和血管。骨再生方面，葛根、山药和人参等PDNVs通过BMP-2/Runx2通路、AKT通路和抑制破骨分化治疗骨质疏松。皮肤修复方面，Dendropanax morbifera、海藻和人参等来源囊泡通过抑制黑色素生成、抗氧化以及促进角质形成细胞和血管内皮细胞增殖加速创面愈合。
6 NPV生物治疗效果增强
外源性物质包载可通过电穿孔、超声、皂苷干预和冻融循环等方式实现，适用于亲水和疏水药物，但需去除未装载物质以减少药代动力学误判。NPV脂质可被提取并制备成纳米载体（nanovector），实现主动靶向和高效递送。表面结构修饰如肝素-cRGD偶联、透明质酸偶联可增强靶向性和穿透能力。其他创新策略包括金属纳米颗粒嵌入的生物仿生纳米复合物、基于膜融合的融合纳米囊泡、聚合物凝胶包埋以及软骨细胞膜包封等，可提高稳定性、延长作用时间并实现多功能治疗。
7 NPV的制造与生物医学应用
监管方面，美国FDA和EMA侧重基于作用机制的审查，日本PMDA、韩国MFDS和台湾TFDA则关注来源和纯化工艺；NPVs研发需结合MISEV指南、草药产品管理规范和GMP标准。规模化制造面临源材料变异、批次一致性、异质性和工艺可扩展性等挑战，推荐采用TFF等高通量分离方法，并结合标准化种植、生物反应器培养和全面质量控制。目前已有九项NPV相关临床试验登记，涉及螺旋藻EVs治疗放射性食管炎和口腔黏膜炎、葡萄PDNVs递送姜黄素、姜PDNVs治疗炎症性肠病、柠檬PDNVs改善心血管代谢综合征、积雪草EVs用于头皮护理和皮肤质量改善，以及姜和芦荟PDNVs治疗多囊卵巢综合征相关慢性炎症；但部分试验存在样本量不足和观察期较短等局限。
8 结论
NPVs作为自然界启发的纳米治疗系统具有广阔前景。实施从实验室到临床的系统策略，包括合理选择来源、优化组合分离方法、规范表征与质量控制、系统评估生物活性和安全性，并完善监管框架，是推进NPVs临床转化的关键。未来结合人工智能辅助数据分析、标准化GMP生产和多学科协作，将进一步提升NPVs的可扩展性、一致性和治疗应用价值。
