近年来，细胞外囊泡（sEV）因其在药物递送方面的优势和前景，被认为是继脂质纳米颗粒之后的下一代新型递送系统。然而，通过细胞培养体系从培养基上清中获得sEV进行产业化开发受到了外泌体产量、成本和可及性的挑战。研究表明，sEV在牛奶中含量丰富且经济，因此牛奶可以成为sEV的一个重要的来源。来自国药集团中国生物研究院的安文林实验室和北京航空航天大学陈军歌课题组的研究人员对牛奶源的小细胞外囊泡（msEV）的特性和生物学应用进行了系统梳理，并于2023年5月6日在Pharmaceutics杂志上发表综述“Multifunctional Milk-Derived Small Extracellular Vesicles and their Biomedical Applications”，对msEVs的生物发生和特性、分离纯化、组成、负载方法和功能进行了全面综述，并在此基础上进一步探讨了其在生物医学领域的应用。文章从高纯度msEV的规模化生产、组成功能和工程化改造等角度强调了msEV的作为天然产物和作为药物递送载体开发的生物学价值和应用前景，为开发基于msEV的产品提供了重要的参考资料。文章第一作者是来自国药集团中国生物研究院安文林实验室的钟佑秀。
图1：全文的总体框架。
天然牛奶来源的细胞外囊泡（msEVs）具有免疫调节、抗细菌感染、抗氧化等重要功能，在肠道健康、骨骼/肌肉代谢和微生物菌落调节等多个层面对人类健康发挥着重要作用。此外，由于可以通过胃肠道屏障，并且具有低免疫原性、良好的生物相容性和稳定性，msEVs被认为是一种重要的口服药物递送载体。msEVs的磷脂双层、蛋白质和核酸与其母细胞非常相似，并且它们的组成由母细胞精细控制。因此，msEVs可用监测疾病（奶源安全性）和功能指征的生物标志物，故msEV中相关成分分析与监测为其生物安全性和功效提供了数据支撑和质控参考。尽管如此，msEVs的分离纯化、异质性和质量控制等问题阻碍了其在药物递送中的应用。
图2：msEV的组成示意图及其功能和应用在msEVs的实际应用之前，无论是天然msEV产品还是工程化msEV作为药物递送载体开发都有必要克服msEV高纯度大规模制备的挑战。日常生活中，很多人对乳制品过敏。提高纯化技术减少过敏物质的残留是解决这个问题的重要方法。最近出现的微流控等新技术为msEVs的纯化提供了新的思路。然而，对于msEVs的大规模应用，微流控等方法仍需要一些优化。虽然已经开发了许多易于使用的商业试剂盒，但是从牛奶中大规模生产用于临床使用的sEV需要多种纯化方法的结合。msEVs的常用纯化方法与传统的sEV纯化技术相同，包括聚乙二醇(PEG)沉淀、超速离心、密度梯度离心、超滤离心、免疫亲和捕获、尺寸排阻色谱(SEC)等。
图3. MsEV可被工程化改造成药物递送系统通过组学分析，证实msEVs富含活性物质，如核酸、蛋白质、碳水化合物、脂类等。它们的含量因季节、物种、生理条件和其他因素而异，并对生理学和病理生理学有重要影响。不同生产批次的msEVs也可能存在显著的异质性。为了获得质量均一的msEVs，可能需要考虑以下问题:1 .需要稳定可靠的奶源供应；2.建立原料奶质量控制体系；3. 建立标准化生产操作流程；第四. 为mSEVs建立严格的质量标准（例如抓住几个关键蛋白或miRNAs建立产品放行标准）。工程化改造是扩展msEV应用的重要手段。msEV是高度可工程化的，除了携带小分子、蛋白和核酸类药物外，经工程化改造的msEV可被赋予组织或细胞特异靶向性。msEV的工程改造方式包括遗传方法、生物学操作、化学和物理修饰以及其他工程化改造msEV表面和内部的方法。例如msEV可以被设计用于靶向递送，以提高局部药物浓度,减少毒副作用。此外，除了对msEVs进行工程改造以装载外源物质和提高靶向性之外，还可以通过工程化改造延长其半衰期。msEVs的主要应用途径是口服给药。通过胃肠屏障后，它们主要在肝脏中积累，其中一些携带miRNAs和其他物质通过血液循环到达其他器官发挥作用。在深入的应用中，还可以研究探讨msEVs以鼻腔喷雾剂或注射剂等形式进行应用。为了解决这些问题，有必要培养更多的sEV研究人才，改进和发展规模化的纯化和工程化技术，并建立行业标准，以促进产品的商业化。相信在不久的将来，天然msEVs功能产品和工程化产品都将被临床转化。"Multifunctional Milk-Derived Small Extracellular Vesicles and Their Biomedical Applications." Pharmaceutics15.5 (2023): 1418.外泌体资讯网 [综述] Pharmaceutics 牛奶来源的细胞外囊泡具有广泛的生物学应用
