植物来源类外泌体纳米囊泡（PELN）具有良好的免疫耐受和安全性等优点，越来越多的证据表明，PELN在调节人体生理机能以及各种疾病的发病机制中起着关键作用，但我们对其作用机制认知尚浅，其实践应用也尚在起步阶段。
近日，来自成都大学杂粮加工重点实验室的彭镰心教授团队的研究人员对PELN的形成、提取、吸收和递送过程进行了全面综述，并重点介绍了PELN生理功能的最新发现和机制，提出了PELN的潜在研究方向和应用方向，为植物源营养内涵的探索和开发利用提供了新的见解。相关内容以“Exploring the Potential of Plant-Derived Exosome-like Nanovesicle as Functional Food Components for Human Health: A Review”为题在线发表于食品领域学术期刊Foods上（2024 Feb 26;13(5):712）。
一.PELN的形成与提取
Figure 1. (A) Formation and secretion of PELN. (B) PELN separation methods. (by Figdraw).
真核细胞通过转运所需的内体分选复合物（ESCRT）产生多泡体（multiple vesicular body， MVB），并且有大量证据支持MVB是外泌体的细胞内前体。虽然大多数ESCRT产生的MVB被引导到溶酶体进行降解，但有些MVB与质膜上的SNARE蛋白相互作用，并以瓣膜样方式被引导到细胞表面。一旦分泌到细胞外环境中，这些MVB衍生的外泌体可以执行各种功能（图1A）。通过刺激亦或者激活内部与溶酶体的竞争作用是一种提供PELN产量的策略。
传统的PELN分离方法有：超速离心法、密度梯度离心法、沉淀法、体积排阻色谱法等。超速离心因其价格低廉和对PELN纯度的认可而成为提取PELN的最常用方法。但在强离心力的影响下，PELN可能会丢失。为了解决这个问题，基于超速离心的蔗糖或碘克沙醇通过密度梯度离心被用于纯化囊泡，然而，密度梯度离心面临着萃取率低、操作复杂等挑战。此外尺寸排阻色谱（SEC）和超滤的组合也能提供较高的纯度，是一种不错的提取方式。然而基于沉淀法提取PELN并不值得推荐，因为其提供的纯度不足，会导致对PELN的功能探究不明确。
二.PELN的功能性成分
PELN 的主要成分是蛋白质、脂质、核酸和不同植物特有的次生代谢产物。蛋白质和脂质发挥着许多PELN独有的特性，例如：特异性识别功能、免疫原性、受激胁迫等。此外，PELN携带有许多功能性miRNA，在PELN的跨界调控过程中发挥重要作用。另一类功能物质是PELN携带的次生代谢产物，PLEN能够选择性分选miRNA和次生代谢产物，这可能是基于核酸的碱基偏好特性以及次生代谢产物的溶解性等特征，这能更好的发挥其靶向作用，实现精准营养。
- 三. PELN的生物学功能
研究发现，PELN能以多种给药方式进入体内发挥生理功能，并且具有明显的靶向特性。肠道微生物群与人体的免疫反应、营养摄取、代谢过程和其他生理功能有着错综复杂的联系。它们在调节能量代谢、维持肠道屏障功能和激活粘膜免疫方面起着关键作用，研究表明，PELN能够影响肠道微生物群中拟杆菌属和乳酸菌的丰度。
此外，大量研究发现，PELN能够通过多种途径改善炎症。例如生姜来源ELN通过Wnt/β-catenin通路促进肠道干细胞的自我更新；西兰花来源ELN通过MAPK途径增加肠道细胞对树突状细胞（DC）的耐受性；生姜来源ELN通过调节TLR4/TRIF通路诱导Nrf2核易位，从而修复酒精性肝损伤；PELN也可以通过作用于NLRP3炎症小体发挥抗炎活性。另外，PELN也能通过多种途径发挥对肿瘤的抑制作用，如胶质瘤肺癌 结肠癌 黑色素瘤等。总之，未来的研究应进一步关注PELN中活性物质的分选机制以及其在体内的作用途径。
Figure 2. The pathway by which PELN regulates inflammation (by Figdraw).
Figure 3. Potential mechanism underlying tumor suppression by PELN. (A): PELN and glioma; (B): PELN and lung cancer; (C): PELN and colon cancer; (D): PELN and melanoma. (by Figdraw).
参考文献：
Exploring the Potential of Plant-Derived Exosome-like Nanovesicle as Functional Food Components for Human Health: A Review, Foods. 2024 Feb 26;13(5):712. doi: 10.3390/foods13050712.
外泌体资讯网 Foods|成都大学杂粮加工重点实验室的彭镰心教授团队：探索植物来源的外泌体样纳米囊泡作为人类健康功能性食品成分的潜力：研究进展
