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水果、蔬菜和草药来源的外泌体样纳米颗粒:治疗和药物递送的创新策略

期刊:theranosticsDOI:10.7150/thno.97096

这篇文档属于类型b,即一篇科学综述论文。以下是对该文档的学术报告:

作者与机构
本文的主要作者包括Bo Zhao、Hangjuan Lin、Xinchi Jiang、Wanshu Li、Yuli Gao、Minghui Li、Yanan Yu、Ninggang Chen和Jianqing Gao。他们分别来自宁波市中医院(浙江中医药大学附属医院)药学部、浙江大学药学院药物递送与释放系统国家重点实验室以及宁波市中医院皮肤科医学美容中心。本文于2024年8月1日发表在期刊*Theranostics*上,卷号为14,期号为12。

主题与背景
本文的主题是植物源性外泌体样纳米颗粒(plant-derived exosome-like nanoparticles, PELNs)在疾病治疗和药物递送中的创新策略。过去十年中,PELNs作为一种天然纳米颗粒,因其在疾病治疗和药物递送中的潜力而受到广泛关注。PELNs由蛋白质、脂质、核酸和次级代谢物组成,能够被人类细胞摄取,并跨越生物边界影响动物的生物功能。与动物源性外泌体相比,PELNs具有更高的生物相容性、低免疫原性、增强的安全性和环境友好性。本文综述了PELNs的制备方法、特性及其在水果、蔬菜和草药中的应用,并探讨了其生产和应用中的挑战及未来前景。

主要观点与论据

1. PELNs的制备与特性
PELNs的制备方法包括植物组织的预处理和分离纯化。预处理方法包括植物汁液提取和渗透离心法,而分离纯化方法则包括超速离心、密度梯度离心、超滤和尺寸排阻色谱。这些方法各有优缺点,例如超速离心虽然能高效分离PELNs,但可能导致纯度下降;密度梯度离心虽然纯度高,但产量较低。PELNs的组成包括蛋白质、脂质、核酸和次级代谢物,其中miRNA在PELNs的生物学功能中起核心作用。研究表明,PELNs中的miRNA能够靶向人类基因并发挥治疗作用。例如,生姜来源的PELNs中的osa-miR-530-5p能够抑制SARS-CoV-2病毒的复制。

2. PELNs的生物治疗应用
PELNs在多种疾病治疗中展现出潜力,包括抗炎、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、调节肠道菌群、调节胰岛素抵抗、抗骨质疏松和再生作用。水果来源的PELNs具有抗氧化能力,蔬菜来源的PELNs具有抗病毒和调节胰岛素抵抗的能力,而草药来源的PELNs则具有再生和抗骨质疏松的作用。例如,葡萄柚来源的PELNs能够抑制白血病细胞的增殖,而生姜来源的PELNs则能够通过诱导肠道上皮细胞中的FOXA2表达来预防高脂饮食引起的肥胖和胰岛素抵抗。

3. PELNs在药物递送中的应用
PELNs作为药物递送载体具有天然优势,其脂质双层结构能够递送亲水性和疏水性药物。与合成纳米颗粒相比,PELNs具有更高的生物相容性和细胞摄取率。例如,葡萄柚来源的PELNs能够递送多种药物,包括阿霉素、siRNA和免疫抑制剂CX5461,并能够通过工程化修饰增强其靶向性。此外,PELNs还能够保护核酸免受核酸酶降解,例如橙子来源的PELNs能够作为RNA疫苗的递送平台,通过口服或鼻内给药诱导免疫反应。

4. PELNs的毒性挑战
尽管PELNs在体外和体内表现出良好的生物相容性,但其安全性仍需进一步评估。例如,某些草药来源的PELNs在静脉注射时可能表现出显著的肝毒性。因此,在PELNs的临床应用前,必须对其安全性进行全面评估,包括形态特征、定量参数、安全剂量和活性成分的分析。

5. PELNs的未来展望
PELNs在生物医学领域具有广阔的应用前景,但其生产和应用仍面临诸多挑战。例如,PELNs的异质性和内容物的不确定性是其大规模生产的主要障碍。未来研究应致力于开发更精确的提取方法,探索PELNs的长期保存方法,并启动临床试验以验证其疗效和安全性。此外,PELNs与细胞源性外泌体的协同作用也值得进一步研究。

意义与价值
本文全面综述了PELNs的制备方法、生物学功能及其在疾病治疗和药物递送中的应用,为未来研究提供了重要的理论基础和实践指导。PELNs作为一种新型纳米药物载体,具有广阔的应用前景,特别是在抗肿瘤、抗炎和调节肠道菌群等领域。本文还指出了PELNs在生产和应用中的挑战,为未来的研究方向提供了宝贵的建议。通过进一步的研究和开发,PELNs有望成为未来生物医学领域的重要治疗工具。

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