天然果蔬中花色苷(ACN)在维持稳定性和口服生物利用度方面存在的问题一直困扰着相关领域的研究人员。因此,开发一种新的基于ACN的递送系统是世界范围内的需求。细胞外囊泡(EV)是从细胞中自然释放的颗粒,有可能作为药物递送载体。
近期,沈阳农业大学李斌教授团队先后在Annual Review of Food Science and Technology期刊和Food Chemistry期刊上发表题为“Potentials of Milk-Derived Extracellular Vesicles as Carriers for Oral Delivery of Active Phytoconstituents”的综述文章(2024 Jun;15(1):431-454)和题为“Anthocyanin-loaded milk-derived extracellular vesicles nano-delivery system: stability, mucus layer penetration, and pro-oxidant effect on HepG2 cells”的研究性文章(2024 Jun 19:458:140152),分析讨论了乳源细胞外囊泡(MEV)作为活性物质递送载体的优势,证明其封装的ACN具有增强的膳食防御功效,并为构建MEV-水溶性小分子体系提供了方法依据。第一作者姜桥,沈阳农业大学博士研究生,通讯作者李斌教授。
在评估了各种EV的来源后,作者发现乳具有几个突出的优势。总结如下:
(1) 乳作为唯一可以通过母亲将生物信息传递给后代的食物,具有先天的递送优势;
(2) 乳来源广泛,EV含量高,具有大规模生产的潜力
(3) 乳源EV(MEV)在加工和消化过程中具有较强的耐受性;
(4) MEV具有高生物相容性、低免疫原性、低毒性和一定程度的内在靶向能力。
这些优点为开发基于EV的口服递送系统提供了选择。目前,使用EV构建活性物质递送系统的研究提供了各种药物加载技术,包括超声、电穿孔、皂苷孵育、简单孵育和冻融循环。然而,这些方法的选择大多基于经验,很少有关于对各种方法构建的递送系统进行多角度评估的报道。
由于疏水性脂质双层膜和亲水性核心的结构,MEV可以有效地携带各种疏水性和亲水性生物活性分子。作者将MEV与目前广泛使用的合成纳米载体和非乳来源的EV进行比较,以探索它们在提供活性植物成分方面的独特优势。总结如下:
- 高生物相容性、低免疫原性和低毒性;
- 加工、储存和胃肠道条件下稳定;
- 高生物利用度和固有靶向性;
- 具有大规模生产潜力。
在研究文章中,作者利用MEV作为载体,通过各种载药技术,包括超声、电穿孔、皂苷处理、简单孵育和冻融循环,封装和结合ACN。这些方法的目的是提高ACN的稳定性并改善其口服给药能力。其中,通过超声法制备的负载ACN的MEV(MEV-ACN)在加工、储存和模拟消化条件下表现出小的颗粒尺寸和良好的稳定性。细胞研究表明,与游离ACN相比,MEV-ACN表现出促氧化特性并诱导氧化应激,导致细胞凋亡。这些发现表明,将ACN封装在MEV中可以显著增强其加工和口服稳定性,并增强其在抗肿瘤应用中的膳食防御能力。
MEV-ACN抗肿瘤潜力的机制示意图
参考文献:
- Jiang, Q., Liu, Y., Si, X., Wang, L., Gui, H., Tian, J., Cui, H., Jiang, H., Dong, W., & Li, B. Potentials of Milk-Derived Extracellular Vesicles as Carriers for Oral Delivery of Active Phytoconstituents. Annual Review of Food Science and Technology. 2024, 15:431–54. https://doi.org/10.1146/annurev-food-072023-034354.
- Jiang, Q., Sun, Y., Si, X., Cui, H., Li, J., Bao, Y., Wang, L., & Li, B. Anthocyanin-loaded milk-derived extracellular vesicles nano-delivery system: stability, mucus layer penetration, and pro-oxidant effect on HepG2 cells. Food Chemistry, 2024, 458:140152. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140152.