综述:解锁外泌体对缺血性卒中的治疗潜力

【字体: 时间:2025年09月23日 来源:Biomaterials Science 5.7

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  本综述系统探讨了外泌体(exosomes)作为纳米级细胞外囊泡在缺血性卒中治疗中的突破性潜力。文章重点阐释其穿越血脑屏障(BBB)的独特能力,以及在神经保护、神经再生和血管生成中的多重作用机制,同时评述工程化外泌体纳米颗粒的靶向治疗策略,为临床转化面临的生产标准化、生物分布机制和安全性评估等挑战提供前瞻性视角。

  

外泌体的生物学特性

外泌体是直径约30-150纳米的细胞外囊泡,由多泡体与细胞膜融合后释放到细胞外环境。这些纳米级载体携带蛋白质、脂质、核酸(如mRNA和miRNA)等生物活性分子,构成细胞间通讯的重要介质。其天然的双层脂质结构赋予卓越的生物相容性,且表面蛋白(如CD9、CD63和CD81)可作为特异性标志物。

跨越血脑屏障的递送优势

缺血性卒中治疗面临的核心挑战是如何使 therapeutics 高效穿越血脑屏障(BBB)。外泌体凭借其纳米尺度和脂质特性,可通过受体介导的 transcytosis 等机制被动或主动穿越BBB,这一优势显著优于许多大分子药物和合成纳米颗粒。研究表明,外泌体能够将 neuroprotective 因子精准递送至缺血半暗带区域。

神经保护与再生机制

外泌体通过多种途径减轻缺血性脑损伤:其一,通过传递miR-124、GDNF等物质抑制神经元凋亡;其二,调节小胶质细胞极化状态,减轻神经炎症反应;其三,增强线粒体功能并减少氧化应激。在神经再生方面,外泌体促进神经突触重塑和轴突再生,为神经功能恢复提供结构基础。

促进血管新生的作用

血管生成(angiogenesis)是脑组织修复的关键环节。外泌体携带的VEGF、FGF2等促血管生成因子可直接激活内皮细胞,同时通过miR-210等分子调控HIF-1α信号通路,在缺血区域形成新的血管网络,改善局部血液供应。

工程化外泌体的前沿策略

天然外泌体的治疗效率可通过工程化改造提升:包括通过基因工程技术加载特定siRNA或neurotrophic factors;通过表面修饰靶向肽(如RGD肽)增强对损伤区域的归巢能力;以及通过仿生合成技术制备杂化纳米颗粒以扩大载药容量。

临床转化挑战与展望

尽管前景广阔,外泌体治疗仍面临三大挑战:生产标准化问题(包括分离纯化工艺和质量控制)、体内生物分布与代谢机制尚未明确,以及长期免疫原性和安全性需系统评估。未来需通过跨学科合作建立标准化生产体系,并结合影像学技术实时追踪外泌体在体行为,最终推动其向临床安全转化。

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