
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
综述:细胞外囊泡:用于精准药物递送的创新纳米诊疗平台
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月29日 来源:Drug Delivery Letters CS1.7
编辑推荐:
本综述系统阐述了细胞外囊泡(EVs)作为创新纳米诊疗平台的最新进展,重点介绍了其作为药物递送载体(nanocarrier)和非侵入性分子诊断工具(如液体活检)的双重应用价值,为重大疾病的精准诊疗提供了新策略。
近年来,细胞来源颗粒(CDPs)即细胞外囊泡(EVs)因其在治疗与诊断领域的巨大应用潜力而受到空前关注。这些由健康或病变细胞释放的微小囊泡(主要包括凋亡小体、微囊泡和外泌体)携带着源自母细胞的生物活性物质,并将其运载至靶细胞,这使其成为治疗干预与诊断应用的潜在候选者。与其他生物材料载体相比,这类磷脂包裹的纳米囊泡拥有多重独特优势:高生物相容性、高循环稳定性、固有的靶向细胞倾向性、低免疫原性、有效保护载荷物免于降解的能力以及跨越生物屏障的特性。
细胞来源颗粒不仅可用于治疗疾病,还能通过实时监测细胞外囊泡内载荷物组成随时间的变化来评估治疗效价,从而优化治疗方案并预测患者预后。此外,由于其携带和运输生物分子的能力,细胞外囊泡作为潜在的生物标志物也备受关注,它们能提供有关细胞功能与疾病发生的重要信息。这类颗粒能够反映母细胞的真实状态,是多种疾病的绝佳生物标志物来源,可揭示疾病的存在与进展,并作为传统组织活检的一种非侵入性替代方案。
本综述重点探讨了细胞外囊泡作为药物递送载体和新型非侵入性分子诊断工具在致命性疾病预后判断中的潜力。文章系统揭示了EVs的基本特征、分类及其作为生物标志物的特性,并简要总结了其在药物递送中的应用以及当前在分离与表征方面所面临的技术挑战。
Extracellular vesicles, exosomes, microvesicles, apoptotic bodies, mesenchymal stem cell (MSCs), oncosomes, biomarker, nanocarrier, liquid biopsy.
细胞外囊泡(EVs)是一个统称,主要根据其生物发生途径和尺寸大小分为三类:外泌体(exosomes)、微囊泡(microvesicles)和凋亡小体(apoptotic bodies)。外泌体起源于细胞内吞过程中形成的多泡体(MVBs),其直径通常在30-150纳米之间;微囊泡则通过细胞膜直接向外“出芽”产生,尺寸较大,约在100-1000纳米;而凋亡小体是细胞程序性死亡过程中产生的较大囊泡(通常1-5微米)。此外,在某些特定病理 context(如癌症)中,还会产生一些特殊的EVs亚型,例如肿瘤小体(oncosomes)。
EVs的核心功能在于其细胞间通信能力。它们携带蛋白质、脂质、核酸(如mRNA, miRNA, DNA)等多种生物活性分子,并能够将其递送至受体细胞,从而调控一系列的生理与病理过程。由于其天然来源,EVs表现出极高的生物相容性和低免疫原性,其磷脂双分子层结构能有效保护内部“货物”(payload)在循环过程中不被降解,并赋予其穿越血脑屏障等生物屏障的能力,这些特性使其成为极具吸引力的天然药物递送系统(drug delivery system)。
EVs存在于血液、尿液、唾液等多种体液中,易于获取,这使其成为液体活检(liquid biopsy)的理想靶标。它们携带的分子信息(如肿瘤特异性抗原、致癌miRNA、突变DNA等)能够实时反映来源细胞的生理病理状态,为癌症、神经退行性疾病、心血管疾病等的早期诊断、预后判断和治疗反应监测提供了强大的非侵入性工具。例如,肿瘤来源的EVs(如oncosomes)中的某些生物标志物(biomarker)可能为肿瘤的分型、进展和耐药性提供关键信息。
利用EVs的天然靶向性和低毒性,研究人员正致力于将其开发为新一代的药物递送纳米载体(nanocarrier)。通过负载小分子化学药物、核酸药物(如siRNA, miRNA)、或蛋白质药物,工程化改造的EVs能够实现药物的精准递送,提高治疗效果并降低系统性副作用。特别是间充质干细胞(MSCs)来源的EVs,因其固有的抗炎、组织修复与免疫调节特性,在再生医学和炎症性疾病治疗中展现出广阔前景。
尽管EVs的应用前景令人振奋,但其研究仍面临重大挑战。首先,技术上缺乏能够高效、高纯度分离特定EVs亚群的标准方法。其次,对EVs的异质性、精确的生物发生机制以及体内归巢(targeting)机理的理解仍需深入。此外,大规模生产、质量控制以及监管审批路径也是将其推向临床必须解决的难题。未来的研究将集中于开发更先进的分离表征技术、优化工程化改造策略,并开展大规模的临床验证,以最终实现EVs在精准医学中的全部潜力。
生物通微信公众号
知名企业招聘