植物来源外泌体样纳米囊泡（Plant-derived exosomes-like nanovesicles，PDENs）已被发现在疾病治疗和药物递送方面具有显著优势，被认为具有广阔的药学应用前景。然而，由于植物来源的多样性及其组织成分的复杂性，许多围绕PDENs的科学问题亟需回答。如，PDENs是如何形成的、PDENs中含有哪些成分、PDENs中是否存在通用的标志蛋白等。这些问题极大地限制了PDENs的进一步应用。此外，如何高效地制备PDENs也是科学家们面临的主要挑战。近日，暨南大学中药生物技术研究所研究团队在国际学术期刊Journal of Nanobiotechnology上发表了题为“Novel plant-derived exosome-like nanovesicles from Catharanthus roseus: Preparation, characterization, and immunostimulatory effect via TNF-α/NF-κB/PU.1 axis ”的研究论文（DOI: 10.1186/s12951-023-01919-x）。文章的通讯作者为暨南大学中药生物技术研究所朱建华教授、宋丽艳教授及于荣敏教授，第一作者为暨南大学药学院博士研究生欧筱争及威海纽兰生物科技有限公司王浩然博士。
该研究通过酶解联合一步超速离心法从长春花叶片中分离得到长春花叶片来源外泌体样纳米囊泡（Catharanthus roseus leaves-derived exosome-like nanovesicles，CLDENs）。CLDENs的表征分析结果显示，CLDENs具有出色的稳定性，可以耐受核酸酶及蛋白酶消化，经酸/碱处理后依旧维持囊泡形态。生物分布实验结果显示，CLDENs经腹腔注射后，可以在免疫器官中停留。进一步的代谢组学分析结果则展示了CLDENs对免疫缺陷性疾病的治疗潜能。随后，作者通过体外药理学实验评价了CLDENs对小鼠巨噬细胞的影响。结果显示，CLDENs可以显著刺激巨噬细胞分泌TNF-α，激动NF-κB信号通路，上调造血功能相关转录因子PU.1，并且促进小鼠原代脾脏淋巴细胞的增殖。动物实验结果显示，CLDENs可以显著缓解环磷酰胺诱导的免疫抑制效应。研究结果展示了CLDENs治疗免疫系统疾病的潜力，拓展了长春花类药物的应用范围。利用标志蛋白进行药物加载、结构修饰或功能修饰，是细胞外囊泡工程化改造的重要一环。而由于缺乏可用的标志蛋白，在此前的PDENs的研究中，研究人员只能利用哺乳动物外泌体的标志蛋白对PDENs进行鉴定和质量控制。通过差异蛋白质组学分析，作者鉴定了6个CLDENs标志蛋白。并且，首次在CLDENs中鉴定到了显著性富集的多囊体（Multivesicularbody，MVB）相关蛋白。这些数据指示了CLDENs来源于MVB的可能性，也为CLDENs的工程化改造提供了实验基础。同时，该研究还报道了CLDENs中含有高水平的醚磷脂，而此前报道的PDENs脂质成分多为磷脂酸（Phosphatidic acid，PA）或磷脂酰胆碱（Phosphatidyl cholines，PC）。这种特殊的脂质组成可能与CLDENs的稳定性和免疫调节活性有潜在的联系。为了获得能够稳定供应的纳米囊泡，作者通过植物细胞培养技术建立了长春花叶脱分化细胞体系和长春花茎形成层干细胞体系。经过表征分析及药理活性比较，该研究发现从长春花叶脱分化细胞中获得的纳米囊泡(C. roseus dedifferentiated cells-derived exosome-like nanovesicles, CrDDENs)与CLDENs具有高度相似的物理特征和生物学活性。而通过植物细胞培养技术，可以实现从数十升悬浮培养细胞上清液中获得超过1克的纳米囊泡，极大地提高了PDENs的产率。该研究初步证明了通过植物细胞培养技术对PDENs进行扩大化生产的可行性。
综上所述，该文章以CLDENs为主要研究对象，对CLDENs的来源、组成、标志性蛋白、稳定性、生物相容性、生物分布特征、体内和体外药理活性以及放大生产的可行性等方面进行了系统的研究。研究结果为CLDENs在疾病治疗和药物递送等领域的应用提供了实验基础，并为PDENs的深入研究提供了方法学上的参考。Novel plant-derived exosome-like nanovesicles from Catharanthus roseus: preparation, characterization, and immunostimulatory effect via TNF-α/NF-κB/PU.1 axis, J Nanobiotechnology. 2023 May 20;21(1):160. doi: 10.1186/s12951-023-01919-x.外泌体资讯网 J Nanobiotechnology | 暨南大学：长春花来源外泌体样纳米囊泡通过TNF-α/NF-κB/PU.1轴刺激免疫
