分子机制调控外泌体生物发生、工程策略及其作为无细胞治疗剂的新兴作用Molecular mechanisms governing exosome biogenesis, engineering strategies, and emerging role as cell-free therapeutics | Molecular Biology Reports | Springer Nature Link

环球医讯 / 外泌体知识来源:link.springer.com巴基斯坦 - 英语2026-06-03 04:32:41 - 阅读时长5分钟 - 2489字
本文综述了外泌体生物学的最新进展,详细阐述了其分子机制调控的生物发生过程、工程化策略以及作为无细胞治疗剂在再生医学和精准医学中的应用前景。文章重点分析了外泌体如何通过货物富集、表面修饰和靶向递送等工程方法克服传统细胞疗法的局限性,如免疫排斥、致瘤性和植入效果差,从而提高组织特异性靶向能力、循环稳定性及跨生物屏障的药物递送效率。同时讨论了外泌体在大规模生产、标准化和临床转化方面面临的挑战,强调了其相比传统脂质体等分子作为下一代治疗平台的变革性潜力,为开发更安全有效的再生医学和精准医疗方案提供了科学依据,具有重要的临床应用价值。
外泌体无细胞治疗剂再生医学精准医学药物递送临床转化个性化治疗组织靶向免疫排斥
分子机制调控外泌体生物发生、工程策略及其作为无细胞治疗剂的新兴作用

摘要

外泌体是纳米级的细胞外囊泡,通过递送功能性货物(包括蛋白质、脂质和调控性核酸)介导细胞间通讯。它们克服了传统基于细胞的治疗的局限性,如免疫排斥、致瘤性和良好植入率,使其成为再生和精准医学的有前景的工具。外泌体工程涉及通过货物富集、表面修饰、杂交囊泡设计和靶向递送来修饰外泌体。它通过增强组织特异性靶向、循环中的稳定性、核酸和药物跨生物屏障的递送效率,以及减少脱靶效应,彻底革新了治疗策略。这些进展为临床相关的个性化治疗提供了一个平台,提供了比传统疗法更安全、更有效的替代方案。本综述重点介绍了外泌体生物学的最新进展,包括其生物发生、货物分选和靶向递送的工程策略。此外,还讨论了在再生和精准医学中的关键治疗应用,以及大规模生产、标准化和临床转化方面的挑战。本文还强调了基于外泌体的治疗和工程化平台作为下一代、无细胞治疗策略相比传统分子如脂质体的变革性潜力。

数据可用性

本研究期间未生成或分析任何数据集。

参考文献

  1. Guadix JA, Zugaza JL, Gálvez-Martín P (2017) 间充质干细胞在细胞治疗中的特性、应用和前景。医学临床(英文版) 148(9):408–414
  2. Choi H-S et al (2024) 白血病干细胞和血液系统恶性肿瘤。国际分子科学杂志 25(12):6639
  3. Madani S et al (2022) 调查造血和间充质干细胞移植治疗T1DM的安全性和有效性:系统评价和荟萃分析。系统评价 11(1):82
  4. Hadzimustafic N et al (2024) 人诱导多能干细胞在整形和重建手术中的应用。国际分子科学杂志 25(3):1863
  5. Zhang K, Cheng K (2023) 干细胞衍生外泌体与干细胞治疗。自然评论生物工程 1(9):608–609
  6. Edgar JR (2016) 问答:外泌体究竟是什么?BMC生物学 14:1–7
  7. Romolo A, Kralj-Iglic V (2024) 小细胞颗粒研究的里程碑。膜建模和理论描述与体外和离体过程的联系。苏格拉底讲座论文集 10:59–68
  8. Di Bella MA (2022) 细胞外囊泡概述和更新:关于外泌体及其在现代医学中的应用的考虑。生物学 11(6):804
  9. Askenase PW (2022) 外泌体载体效应;在吞噬溶酶体中抵抗消化可能有助于向靶细胞转移;II miRNAs的转移通过系统方法分析更好,因为它们不符合传统的还原论化学计量概念。国际分子科学杂志 23(11):6192
  10. Thakur A et al (2022) 癌症微环境中外泌体通讯的能量来源。癌症 14(7):1698
  11. Arun M et al (2025) MSC衍生外泌体在骨修复中的免疫调节和再生功能。生物工程 12(8):844
  12. Han X et al (2025) 肠道上皮细胞衍生的细胞外囊泡:肠道信息传递的新媒介。LWW. pp. 1891–1893
  13. Li M et al (2020) 不同细胞的外泌体:特性、修饰和治疗应用。欧洲药物化学杂志 207:112784
  14. Kalluri R, LeBleu VS (2020) 外泌体的生物学、功能和生物医学应用。科学 367(6478):eaau6977
  15. Nsairat H et al (2022) 脂质体:结构、组成、类型和临床应用。Heliyon 8(5):e09394
  16. Chelliah R et al (2025) 用于药物递送的脂质体:分类、治疗应用和局限性。下一代纳米技术 8:100209
  17. Palakurthi SS et al (2024) 外泌体药物递送系统的挑战和进展综合评述。纳米级进展 6(23):5803–5826
  18. Ahmadian S et al (2024) 细胞外囊泡的不同储存和冷冻协议:系统评价。干细胞研究与治疗 15(1):453
  19. Jovanović AA et al (2025) 用于Serpylli Herba多酚递送的麦角甾醇富集脂质体的后处理修饰:物理化学、稳定性和抗氧化评估。药剂学 17(11):1362
  20. Hennigan K, Lavik E (2023) 自然vs人造:比较外泌体和脂质体用于创伤性脑损伤。AAPS杂志 25(5):83
  21. Mathieu M et al (2019) 外泌体和其他细胞外囊泡分泌和摄取的特异性用于细胞间通讯。自然细胞生物学 21(1):9–17
  22. Iqbal Z et al (2024) 用于mRNA递送的外泌体:策略和治疗应用。纳米生物技术杂志 22(1):395
  23. Sercombe L et al (2015) 脂质体辅助药物递送的进展和挑战。药理学前沿 6:286
  24. Mohamed M et al (2022) PEG化产品的补体激活相关假过敏:安全性方面、模型、抗PEG抗体的作用以及克服方法。高级生物医学药物科学杂志 5(2):79–87
  25. Chen H, Li Q (2025) 大规模外泌体生产的最新进展:挑战与创新。中华整形与再造外科杂志
  26. Eugster R, Luciani P (2025) 脂质体:从实验室到药品的桥梁。当前胶体界面科学观点 75:101875
  27. Abishek K et al (2026) 脂质体向市场的临床转化:挑战与机遇。脂质体的基础与治疗应用,pp 633–675
  28. Cheng K, Kalluri R (2023) 细胞外囊泡和外泌体为基础的治疗剂的临床转化和商业化指南。细胞外囊泡 2:100029
  29. Dehghani L et al (2023) 干细胞治疗及其产品如外泌体:现代再生医学方法,在当前转化干细胞研究中的可能性和局限性。IntechOpen
  30. Shivji GG, Dhar R, Devi A (2022) 外泌体在非传染性疾病病理生理学中的作用及其新兴治疗应用。生物标志物 27(6):534–548

(其余参考文献略)

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