蘇勇匯，徐珊珊，王 歡，李太平，王松松，田青平，韓利文*

藥用植物細(xì)胞外囊泡作為新型藥效物質(zhì)的研究進(jìn)展

蘇勇匯1, 2，徐珊珊1, 2，王 歡1，李太平1，王松松1，田青平2*，韓利文1*

1. 山東第一醫(yī)科大學(xué)（山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院）藥學(xué)與制藥科學(xué)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250000 2. 山西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，山西 太原 030001

藥用植物細(xì)胞外囊泡（medicinal plant-derived extracellular vesicles，MPEVs）是由其藥用植物特定部位細(xì)胞分泌的，裝載有小分子化合物、核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等功能物質(zhì)的納米級(jí)膜囊泡。由于具有其同源植物中的活性物質(zhì)，MPEVs具有特殊的生物活性。通過(guò)對(duì)近年來(lái)MPEVs的分離純化、鑒定、成分分析、生物活性等方面進(jìn)行總結(jié)分析，為作為新型藥效物質(zhì)的深入研究提供借鑒和啟示。

細(xì)胞外囊泡；藥用植物細(xì)胞外囊泡；生物活性；抗腫瘤；抗衰老

細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）是由不同種類的細(xì)胞主動(dòng)釋放的多種納米級(jí)膜囊泡[1]，在細(xì)胞間和種間交流中起著信息和物質(zhì)傳遞的作用[2]。根據(jù)其生物起源、大小和生物物理性質(zhì)，分為外泌體、微囊泡和凋亡體[3]。20世紀(jì)60年代，Halperiun等[4]在胡蘿卜中首次觀察到植物EVs的存在。隨后，在動(dòng)物和微生物中也相繼發(fā)現(xiàn)存在有EVs[5-6]。近年來(lái)，隨著對(duì)EVs研究的深入，藥用植物EVs（medicinal plant-derived EVs，MPEVs）已被發(fā)現(xiàn)具有較普通植物來(lái)源EVs更為突出的生物活性，在作為治療劑和藥物載體方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[7-9]，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

本文整理了《中國(guó)藥典》2020年版所收錄的生姜、人參et、姜黃、紅景天et、槲寄生、黃芪和天冬等常用藥材或其基原植物來(lái)源的EVs的相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)其分離純化、鑒定、成分分析及在疾病治療中的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)與分析，為新型藥效物質(zhì)的深入研究提供借鑒和啟示。

1 EVs的形成

EVs的形成及分泌是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，圖1為EVs經(jīng)不同途徑生成的示意圖。根據(jù)國(guó)際EVs學(xué)會(huì)2018年版指導(dǎo)手冊(cè)[10]，當(dāng)前研究中的囊泡類型主要是小于200 nm的小EVs（small EVs，sEVs），包括外泌體和部分微囊泡。微囊泡的直徑在50～1000 nm，主要由細(xì)胞膜向外出芽而形成[11]，此過(guò)程伴隨著生物活性脂質(zhì)、mRNA和蛋白等成分的轉(zhuǎn)運(yùn)[12]。而外泌體是細(xì)胞內(nèi)體途徑起源，直徑在30～150 nm的囊泡。首先，細(xì)胞膜向內(nèi)出芽將蛋白、核酸和次級(jí)代謝產(chǎn)物等物質(zhì)包裹到膜囊泡中形成早期內(nèi)體，隨后，早期內(nèi)體進(jìn)一步成熟并轉(zhuǎn)化為晚期內(nèi)體，也稱為多囊泡體（multivesicular bodies，MVBs）。MVBs包裹有腔內(nèi)小泡（intraluminal vesicles，ILVs），當(dāng)其與細(xì)胞膜融合時(shí)，ILVs被釋放到細(xì)胞外環(huán)境中，稱為外泌體[13]。此外，植物外泌體的分泌還涉及液泡、胞外陽(yáng)性細(xì)胞器（exocyst positive organelles，EXPO）等途徑。Hatsugai等[14]研究表明植物可以通過(guò)液泡與細(xì)胞膜融合從而將防御蛋白釋放到細(xì)胞外啟動(dòng)防御策略。另有研究表明液泡可以與MVBs融合進(jìn)而含有ILVs[15]。Cui等[16]提出一定數(shù)量的植物EVs來(lái)源于液泡與細(xì)胞膜的融合，并可能含有防御相關(guān)的蛋白及小RNA（small RNAs，sRNAs）的觀點(diǎn)。EXPO與MVBs不同，不屬于內(nèi)吞途徑，被認(rèn)為與自噬體的形成方式類似，可通過(guò)與細(xì)胞膜融合從而釋放其內(nèi)部囊泡[17]。當(dāng)前，新鮮植物組織來(lái)源的MPEVs的發(fā)生途徑主要包括MVBs、EXPO、液泡3種，不同MPEVs的成分差異主要是由來(lái)源植物的基原或生長(zhǎng)代謝特性決定，而以上的不同形成機(jī)制造成了同一植物由不同途徑產(chǎn)生的囊泡在成分類型或含量存在一定差異，進(jìn)而影響其生物學(xué)活性。對(duì)于已經(jīng)加工成的中藥飲片而言，其囊泡的形成還存有爭(zhēng)議。趙夢(mèng)等[18]通過(guò)文獻(xiàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)中藥飲片來(lái)源的MPEVs可以耐受煎煮、干燥等過(guò)程。另有學(xué)者認(rèn)為中藥復(fù)雜多樣的化學(xué)成分在炮制或煎煮過(guò)程中可以通過(guò)分子識(shí)別與自組裝形成納米囊泡[19-21]，該囊泡的成分主要由中藥中的各種物質(zhì)（如脂質(zhì)、蛋白、小分子化合物等）的性質(zhì)決定。同種或不同成分間通過(guò)氫鍵、靜電力和范德華力等相互作用自發(fā)形成囊泡，從而被賦予不同的生物活性。

圖1 EVs的形成及釋放過(guò)程

2 MPEVs的分離純化與結(jié)構(gòu)表征

針對(duì)EVs獨(dú)特的物理和生物化學(xué)性質(zhì)，已開發(fā)出多種分離方法，如基于密度進(jìn)行分離的超速離心法和密度梯度離心法，基于尺寸篩分的超濾法、尺寸排阻色譜法、切向流過(guò)濾法和非對(duì)稱流場(chǎng)流分離法，基于溶解度進(jìn)行分離的聚合物沉淀法，基于親和力分選的免疫磁珠法、洗脫色譜聯(lián)合分子排阻色譜法和親和色譜法，基于電荷分離的離子交換色譜法[22-32]及一些新興的技術(shù)，如微流控技術(shù)、納米流式細(xì)胞術(shù)和納米級(jí)側(cè)向位移陣列技術(shù)[33-35]等。超速離心法也稱差速離心法，是利用不同的物質(zhì)在受到強(qiáng)大的離心力時(shí)，在溶液中的沉降系數(shù)不同從而達(dá)到分離的目的，是最為常用的EVs分離方法，但其存在耗時(shí)、產(chǎn)量低等缺點(diǎn)。密度梯度離心法是將樣品加在惰性梯度介質(zhì)中進(jìn)行離心沉降或沉降平衡，在一定的離心力下把顆粒分配到梯度中某些特定位置上，從而形成不同區(qū)帶的分離方法，該方法可以得到更高純度的EVs，故多用作純化[36]。尺寸排阻色譜法是利用尺寸不同的分子在固定相孔隙中保留的作用不同以實(shí)現(xiàn)分離，該方法可保證EVs的生物活性和結(jié)構(gòu)的完整性[25]。與動(dòng)物來(lái)源EVs不同，由于植物樣品成分復(fù)雜，常常需要額外的純化步驟。在MPEVs分離方法的選擇上，多使用超速離心法初步得到囊泡樣品，隨后根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求或樣品特性選擇不同的純化方法。如注重高產(chǎn)量時(shí)宜選擇沉淀法[28]，注重高純度時(shí)宜選擇密度梯度離心法[36]，糖分較高樣品不宜使用尺寸排阻色譜法[37]等。而對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來(lái)源的EVs，通常選擇一種分離方法即可達(dá)到純度要求[38]。如超速離心聯(lián)合密度梯度離心法已被用于生姜、天冬、姜黃和人參等[39-49]藥用植物中MPEVs的分離與純化。超速離心法單獨(dú)使用或聯(lián)合其他純化方法在蒲公英、黃精、蘆薈和地黃等[37,50-57]藥用植物中也有應(yīng)用。相關(guān)信息見表1。

表1 不同MPEVs的分離純化方法

根據(jù)國(guó)際EVs學(xué)會(huì)規(guī)定[10]，需要從形態(tài)、粒徑分布及表面蛋白標(biāo)志物3個(gè)方面對(duì)EVs進(jìn)行鑒定。與動(dòng)物來(lái)源EVs不同，由于MPEVs缺乏分化簇9（cluster of differentiation 9，CD9）、CD63和CD81等蛋白標(biāo)志物[58]，所以關(guān)于其表面蛋白標(biāo)志物及檢測(cè)尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，表征時(shí)主要采用形態(tài)、粒徑分布方式。形態(tài)表征方面，可選用的儀器有透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）、冷凍電子顯微鏡（cryo-transmission electron microscopy，Cryo-EM）、原子力顯微鏡和掃描電子顯微鏡。其中使用Cryo-EM觀察EVs時(shí)不需要染色、干燥等處理，所得的結(jié)果更接近真實(shí)狀態(tài)。但由于Cryo-EM設(shè)備昂貴、實(shí)驗(yàn)步驟繁瑣，故使用較少。使用TEM對(duì)MPEVs形態(tài)進(jìn)行表征時(shí)，多結(jié)合負(fù)染色技術(shù)，可觀察到具有明顯膜結(jié)構(gòu)的茶托樣或杯狀囊泡[45,53]。對(duì)于粒徑表征，納米顆粒跟蹤分析（nanoparticle tracking analysis，NTA）和動(dòng)態(tài)光散射（dynamic light scattering，DLS）2種技術(shù)是最常用的。二者都是基于光散射原理，追蹤懸浮液中顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)計(jì)算，從而對(duì)EVs的粒徑分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[59]。NTA和DLS的主要區(qū)別在于濃度范圍，當(dāng)濃度較低時(shí)，NTA可以很好的完成檢測(cè)任務(wù)，而DLS只能檢測(cè)濃度較高的樣品。此外，部分研究者還測(cè)定了電位，以評(píng)價(jià)其物理穩(wěn)定性。

3 MPEVs的體內(nèi)分布特征

藥物到達(dá)作用部位是其藥效發(fā)揮的關(guān)鍵。不同的給藥方式，可能會(huì)導(dǎo)致MPEVs的分布不同。有研究表明動(dòng)物來(lái)源EVs經(jīng)靜脈給藥后，主要分布在血管豐富和與網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)相關(guān)的器官中，如肝、肺、脾和腎；腹腔給藥后，主要位于肝、肺、脾、胃腸道和胰腺；鼻腔給藥后，在肺和腦中可檢測(cè)到其存在[60]。同樣MPEVs也大多采用口服、靜脈或腹腔注射給藥。人參和天冬來(lái)源囊泡經(jīng)腹腔和靜脈注射給藥后，主要在肝臟和脾臟中積累[44,47]；生姜來(lái)源囊泡顆?？诜o藥后，可在肝臟和腸系膜淋巴結(jié)中檢出[43]。此外，還有部分MPEVs展示出一定的靶向能力，如生姜囊泡經(jīng)口服后可以優(yōu)先被腸道微生物鼠李糖乳桿菌GG吸收[40]；姜黃來(lái)源納米囊泡選擇性地積聚在炎癥性結(jié)腸中[45]。結(jié)構(gòu)中藥學(xué)理論認(rèn)為EVs發(fā)揮效應(yīng)還需保證其結(jié)構(gòu)的完整性[61]，即囊泡中的每一種組分都有各自的功能?，F(xiàn)有研究顯示磷脂酸是決定生姜EVs轉(zhuǎn)運(yùn)分布的關(guān)鍵成分，與生姜EVs被選擇性吸收密切相關(guān)[40]，同時(shí)活性小分子及微RNA（microRNA，miRNA）成分在MPEVs體內(nèi)分布及藥效發(fā)揮中也具有重要作用[43,51]。

4 MPEVs的組成成分特征

4.1 脂質(zhì)

脂質(zhì)是MPEVs雙分子層的主要組成部分。不同MPEVs中各種脂質(zhì)的種類和含量存在一定的差異，如生姜來(lái)源納米顆粒富含磷脂酸、二半乳糖基二酰基甘油、單半乳糖基二酰甘油和單半乳糖基單酰基甘油等結(jié)構(gòu)性成分，其中磷脂酸含量最為豐富[41,43]。Teng等[40]發(fā)現(xiàn)磷脂酸在鼠李糖乳桿菌GG優(yōu)先吸收生姜納米囊泡的過(guò)程中起著信號(hào)傳遞作用，而蘆薈來(lái)源納米囊泡中葡萄糖神經(jīng)酰胺是其主要脂質(zhì)類型，在外泌體形成和分泌中具有促進(jìn)或誘導(dǎo)膜曲率的特性[53]。此外，部分研究發(fā)現(xiàn)MPEVs的脂質(zhì)成分還具有一定的生物活性[62]。

4.2 蛋白質(zhì)

已有研究表明，MPEVs中主要包括參與細(xì)胞骨架形成、代謝信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌途徑等相關(guān)蛋白。如生姜來(lái)源納米顆粒中蛋白含量較低，主要含肌動(dòng)蛋白和蛋白水解酶等胞質(zhì)蛋白及水通道蛋白和氯離子通道蛋白等膜蛋白[41]。Argonaute蛋白可能與調(diào)節(jié)蘆薈囊泡中sRNAs的包封有關(guān)，而其他蛋白，如熱休克蛋白70、谷胱甘肽-轉(zhuǎn)移酶、膜聯(lián)蛋白家族、腺苷高半胱氨酸酶和甘油醛-3-磷酸脫氫酶等已在多種植物囊泡中被報(bào)道[53]?；虮倔w功能富集數(shù)據(jù)庫(kù)顯示人參和姜黃來(lái)源EVs中的蛋白質(zhì)與參與生物過(guò)程、分子功能和細(xì)胞組分的蛋白質(zhì)相對(duì)應(yīng)[45,50]。

4.3 核酸

核酸作為新一代的藥物，在疾病的治療方面擁有巨大的潛力。當(dāng)前核酸療法面臨的關(guān)鍵問(wèn)題就是體內(nèi)遞送[63]。已有研究者從MPEVs中分析出其所特有的功能性核酸成分，為提高核酸的遞送效果提供了可能。Li等[51]通過(guò)模仿囊泡結(jié)構(gòu)人工合成攜帶sRNAs的脂質(zhì)復(fù)合物證明蒲公英囊泡中存在的sRNA-6和紅景天囊泡中存在的sRNA-m7可以被有效地遞送到細(xì)胞中。Zhang等[41]通過(guò)對(duì)生姜納米囊泡總RNA進(jìn)行提取并測(cè)序，發(fā)現(xiàn)其中存在125種不同的miRNA，且每種miRNA含有15～27個(gè)核苷酸。

4.4 小分子活性成分

小分子活性成分是藥用植物中主要的藥效成分。在MPEVs分泌形成的過(guò)程中，植物源的小分子活性成分也會(huì)選擇性進(jìn)入囊泡結(jié)構(gòu)中。蘆薈來(lái)源的囊泡可檢測(cè)到蘆薈大黃素、蘆薈素和β-谷甾醇[53]。Gao等[45]通過(guò)高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對(duì)姜黃囊泡中的姜黃素、脫甲氧基姜黃素和雙去甲氧基姜黃素進(jìn)行含量測(cè)定。Zhang等[41]發(fā)現(xiàn)生姜囊泡中存在6-姜辣素和6-姜烯酚[41]。此外，Zhuang等[43]通過(guò)薄層色譜進(jìn)一步分析，證明了6-姜烯酚大部分存在于生姜囊泡中而不是以游離的形式存在。

5 MPEVs的生物活性

多項(xiàng)研究表明MPEVs具有抗炎、抗腫瘤和抗衰老等多種生物活性。

5.1 抗炎活性

炎癥反應(yīng)是機(jī)體對(duì)于刺激做出的一種防御反應(yīng)，一般而言對(duì)機(jī)體是有利的。但在某些情況下，過(guò)度和持續(xù)的炎癥會(huì)引起一系列的疾病[64]，包括肺炎、腦炎和心肌炎等。一些藥用植物來(lái)源的EVs，如生姜、蒲公英、姜黃等在相關(guān)研究中顯示出優(yōu)越的抗炎作用。Li等[51]從蒲公英湯劑中分離出EVs，并證明其可以降低人非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞中聚肌胞苷酸誘導(dǎo)的促炎因子的產(chǎn)生。與蒲公英湯劑相比，其蒲公英EVs顯示出更強(qiáng)大的抗炎作用。炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是一種病因不明確的特發(fā)性腸道炎癥性病變[65]，累及回腸、結(jié)腸和直腸，包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病2種，目前仍無(wú)有效的治療方法。最近研究表明，MPEVs對(duì)動(dòng)物模型急性和慢性結(jié)腸炎的療效顯著。Gao等[45]發(fā)現(xiàn)從新鮮姜黃根莖中分離得到的姜黃納米囊泡（turmeric-derived nanovesicles，TNVs）可以降低脂多糖誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞中腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和單核細(xì)胞趨化蛋白-1等炎癥因子表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞分化為M2表型緩解炎癥。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TNVs通過(guò)恢復(fù)腸上皮屏障，調(diào)節(jié)腸道微生物群的組成和相對(duì)豐度及重塑免疫微環(huán)境緩解由葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）誘導(dǎo)的小鼠急性和慢性結(jié)腸炎相關(guān)癥狀。此外，從生姜中分離出的納米顆粒也被報(bào)道可以通過(guò)減少TNF-α、IL-6和IL-1β等促炎因子，增加IL-10和IL-22等抗炎因子的表達(dá)；或由鼠李糖乳桿菌GG攝取后將色氨酸代謝為吲哚-3-甲醛（indole-3-carboxaldehyde，I3A）進(jìn)而激活芳烴受體（aryl hydrocarbon receptor，AHR）信號(hào)通路促進(jìn)IL-22的表達(dá)，預(yù)防或改善DSS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎[40-41]。除上述臨床前研究，部分MPEVs已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。2018年，關(guān)于生姜和蘆薈囊泡減輕多囊卵巢綜合征患者慢性炎癥能力的初步臨床試驗(yàn)方案成功發(fā)布（NCT03493984）。之后一項(xiàng)生姜囊泡抗炎作用研究的臨床試驗(yàn)完成試點(diǎn)，該試驗(yàn)評(píng)估了生姜囊泡單獨(dú)使用或與姜黃素聯(lián)合使用對(duì)難治性IBD患者癥狀的影響及其對(duì)IBD患者的安全性和耐受性（NCT04879810）。

5.2 抗腫瘤活性

癌癥是一種嚴(yán)重威脅人類健康的慢性公共衛(wèi)生性疾病，其發(fā)病率和死亡率較高[66]。中藥作為多靶點(diǎn)輔助療法，已被證明具有切實(shí)的抗腫瘤作用[67]。由于不良反應(yīng)小，藥用植物在癌癥治療領(lǐng)域的研究逐年增加[68]。Chun等[69]研究發(fā)現(xiàn)天冬醇提物的醋酸乙酯部位具有抗腫瘤活性且無(wú)肝腎毒性。Zhang等[44]發(fā)現(xiàn)天冬納米囊泡在HepG2腫瘤異種移植裸鼠中可通過(guò)抑制肝細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和上調(diào)肝細(xì)胞凋亡相關(guān)因子，發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。與傳統(tǒng)的天冬提取物相比，天冬囊泡在抗腫瘤方面展現(xiàn)出更突出的活性和更好的類藥性。鑒于各種人造納米顆粒（如聚合納米偶聯(lián)物、脂質(zhì)體和金屬納米顆粒等）展現(xiàn)出卓越的抗癌作用[70]，Cao等[47]從新鮮人參根中分離出天然來(lái)源的人參納米囊泡并對(duì)其抗癌作用進(jìn)行了深入研究。體內(nèi)外研究表明，人參囊泡可通過(guò)Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）/髓樣分化抗原88（myeloid differentiation antigen 88，MyD88）信號(hào)通路促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2至M1表型的極化并產(chǎn)生總活性氧，顯著降低接種有黑色素瘤細(xì)胞小鼠的腫瘤生長(zhǎng)。除具有抗炎活性外，Zhang等[41]發(fā)現(xiàn)生姜來(lái)源納米顆粒通過(guò)抑制炎癥誘導(dǎo)的腸上皮細(xì)胞增殖，降低結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和癌癥發(fā)病率。表明MPEVs有望成為癌癥治療中潛力較大的一類納米藥物。

5.3 抗衰老活性

衰老指隨著時(shí)間的推移，機(jī)體表現(xiàn)出組織結(jié)構(gòu)、生理功能和心理行為上的退行性變化。雖然衰老不可避免，但通過(guò)延緩衰老進(jìn)程、改善健康狀態(tài)的抗衰老研究卻備受人們關(guān)注[71]。中藥憑借其抗氧化、增強(qiáng)人體免疫、促進(jìn)機(jī)體新陳代謝等一系列藥理活性，現(xiàn)已成為抗衰老研究熱點(diǎn)[72]。此外，有研究表明EVs具有治療衰老相關(guān)疾病的巨大潛能[73]。Cho等[46]通過(guò)研究EVs對(duì)皮膚衰老的影響，發(fā)現(xiàn)來(lái)自人參的EVs在復(fù)制性衰老成纖維細(xì)胞和紫外線B（ultraviolet radiation B，UVB）誘導(dǎo)的衰老黑色素細(xì)胞中發(fā)揮作用。人參EVs通過(guò)降低細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A（cyclin dependent kinase inhibitor 1A，）基質(zhì)金屬蛋白酶1（matrix metalloproteinase 1，）等基因表達(dá)及酪氨酸酶（tyrosinase，TYR）、酪氨酸相關(guān)蛋白酶2（tyrosinase-related protein 2，TYRP2）、Ras相關(guān)蛋白27（Ras-related peotein 27，RAB27）表達(dá)，增加高遷移率族蛋白B1（high mobility group box 1，HMGB1）表達(dá)，改善人真皮成纖維細(xì)胞的復(fù)制性衰老和UVB輻射處理的人黑素細(xì)胞衰老相關(guān)色素表型，證明MPEVs的抗衰老潛力。

5.4 其他活性

除上述生物活性外，MPEVs還具有護(hù)肝、抗纖維化、降血糖等作用。Zhuang等[43]通過(guò)研究生姜EVs對(duì)肝損傷的影響，發(fā)現(xiàn)其可將姜烯酚靶向遞送到肝組織，并以TLR4/β-干擾素tir結(jié)構(gòu)域銜接蛋白（tir-domain-containing adaptor-inducing β-interferon，TRIF）相關(guān)性方式誘導(dǎo)核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid-2-related factor 2，Nrf2）活化，上調(diào)肝臟解毒和抗氧化基因的表達(dá)，并抑制活性氧的產(chǎn)生，從而阻止小鼠酒精性肝損傷的發(fā)展。Li等[51]通過(guò)研究紅景天EVs對(duì)肺纖維化的影響，發(fā)現(xiàn)其可以降低人胚肺MRC-5細(xì)胞模型中纖維化基因纖連蛋白的表達(dá)并改善博來(lái)霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化。高文靜[37]研究發(fā)現(xiàn)黃芪水煎液中的EVs可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群降低db/db糖尿病小鼠血糖。此外，部分研究者將MPEVs作為載體用以核酸或單體藥物的遞送[39,42]，均顯示出較好的生物活性。

MPEVs來(lái)源廣泛，在基礎(chǔ)研究中表現(xiàn)出豐富的生物活性。本文對(duì)生姜、人參、天冬和姜黃等藥用植物不同部位來(lái)源囊泡的生物活性及其作用機(jī)制進(jìn)行總結(jié)，見表2。

表2 MPEVs的生物活性

6 結(jié)語(yǔ)與展望

我國(guó)使用藥用植物治療疾病歷史悠久，藥用植物中的藥效物質(zhì)通過(guò)復(fù)雜的機(jī)制發(fā)揮療效，在保障機(jī)體健康中具有重要作用。但大多數(shù)已知的藥效物質(zhì)普遍存在生物利用度低等問(wèn)題，尚不能完全揭示藥用植物的作用功效。而MPEVs作為細(xì)胞間通訊的重要媒介，在藥用植物發(fā)揮療效過(guò)程中扮演著重要的角色。與其他來(lái)源的EVs相比，MPEVs中包裹了其同源植物的藥效物質(zhì)，對(duì)于溶解性較差的活性成分，可以極大地提高其生物利用度。此外，MPEVs除包裹的活性成分外，還可對(duì)其自身結(jié)構(gòu)進(jìn)一步修飾，以達(dá)到靶向目的或發(fā)揮多成分協(xié)同作用。雖然有關(guān)MPEVs的研究已經(jīng)得到一定的關(guān)注，但是目前在相關(guān)研究中尚且存在一些缺陷和不足：（1）缺乏對(duì)MPEVs中發(fā)揮療效的關(guān)鍵成分的分析，明確發(fā)揮藥效的具體物質(zhì)有助于進(jìn)一步研究MPEVs復(fù)雜的作用機(jī)制，從而為MPEVs的藥理作用提供依據(jù)；（2）產(chǎn)率低，較低的產(chǎn)率意味著需要消耗更多的原材料，嚴(yán)重影響MPEVs的應(yīng)用；（3）實(shí)驗(yàn)所用MPEVs的純度要求尚未形成定論等。EVs的純度低是目前研究面臨的普遍問(wèn)題，樣品純度不夠，相關(guān)活性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果將受到質(zhì)疑。

我國(guó)藥用植物種類豐富，品種繁多，是創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)的寶庫(kù)。大量的研究表明，MPEVs在疾病的預(yù)防和治療方面具有相當(dāng)?shù)臐摿?，值得專家學(xué)者展開更加廣泛的研究。此外，MPEVs的內(nèi)容物完成精準(zhǔn)的分析以揭示其更加完整的作用機(jī)制或許成為將來(lái)的研究熱點(diǎn)，深入揭示其作用機(jī)制也將進(jìn)一步推動(dòng)其在臨床的廣泛應(yīng)用。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Research progress on medicinal plant-derived extracellular vesicles as novel pharmacodynamic substances

SU Yong-hui1, 2, XU Shan-shan1, 2, WANG Huan1, LI Tai-ping1, WANG Song-song1, TIAN Qing-ping2, HAN Li-wen1

1. School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan 250000, China 2. School of Pharmaceutical Science, Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China

Medicinal plant-derived extracellular vesicles (MPEVs) are nanoscale membrane vesicles loaded with functional substances such as small molecules, nucleic acids, proteins and lipids secreted by cells in particular parts of medicinal plants. Due to the presence of active substances from their homologous plants, MPEVs possess unique biological activity. As a result, the isolation and purification, identification, compositional analysis, and biological activity of MPEVs in recent years are summarized and analyzed in this review to provide reference and insight for in-depth research of MPEVs as novel pharmacological substances.

extracellular vesicles; medicinal plant-derived extracellular vesicles; biological activity; anti-tumor; anti-aging

R283；R285

A

0253 - 2670(2023)12 - 4044 - 09

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.12.030

2023-01-16

中央本級(jí)重大增減支項(xiàng)目（2060302-1907-09）；山東第一醫(yī)科大學(xué)學(xué)術(shù)提升計(jì)劃（2019LJ003）

蘇勇匯（1998—），碩士研究生，研究方向?yàn)榧?xì)胞外囊泡藥效學(xué)及應(yīng)用。Tel: 15135368492 E-mail: 2436044732@qq.com

通信作者：韓利文（1980—），博士，副研究員，從事藥物篩選及中藥質(zhì)量控制研究。Tel: (0531)59567223 E-mail: hanliwen08@126.com

田青平（1966—），博士，教授，從事藥物制劑研究。Tel: (0351)3985245 E-mail: tianqp123456@163.com

[責(zé)任編輯 趙慧亮]