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ACS Nano|上海交通大学范先群院士/谷平教授综述细胞外囊泡在眼科疾病诊疗中的前沿进展

近日,上海交通大学医学院附属第九人民医院范先群院士携手眼科研究领域知名专家谷平教授,在权威学术期刊ACS Nano上发表题为 “Advances in extracellular vesicles-based diagnostic and therapeutic approaches for ocular diseases”的综述文章(2024 Aug 27;18(34):22793-22828),该综述深入剖析了细胞外囊泡在眼科疾病发生发展过程中的关键作用,还展望了其作为新型诊断标志物和治疗手段的巨大潜力。
范先群院士长期致力于眼眶病和眼肿瘤的临床诊疗与基础研究,是国内外眼科界的领军人物。他带领的科研团队在眼科疾病的发病机制、早期诊断和精准治疗方面取得了多项突破性成果。谷平教授则在眼组织再生和细胞外囊泡的研究领域拥有深厚造诣,为该综述提供了坚实的理论基础和前沿视角。
上海交通大学医学院附属第九人民医院眼科苏蕴、陈墨馨和许玮为该论文的共同第一作者。综述文章指出,细胞外囊泡作为细胞间信息传递的重要载体,在眼科疾病的发生和发展过程中扮演着关键角色。它们能够携带并传递蛋白质、脂质和核酸等生物活性分子,参与细胞间的信号传导和调控。在眼科领域,细胞外囊泡的研究已经涵盖了角膜病、青光眼、视网膜病变、眼肿瘤等多种疾病,为这些疾病的早期诊断和精准治疗提供了新的思路和方法。

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科诊断的希望:细胞外囊泡促进病早期发现
细胞外囊泡在眼科疾病的早期诊断中展现出了巨大的潜力。作为细胞间通讯的重要载体,细胞外囊泡能够在疾病早期就携带并传递这些变化的信息,为眼病的早期发现提供可能。例如青光眼患者房水细胞外囊泡中STT3B蛋白较对照组降低,而年龄相关性黄斑变性患者房水细胞外囊泡中miRNA组分发生改变。细胞外囊泡特征和成分变化,能够为眼科疾病的早期诊断提供全新线索。
精准医疗的新星:细胞外囊泡靶向眼部药物递送
细胞外囊泡具有良好的生物相容性和低免疫原性,能够穿越多种生理屏障,如血脑屏障和视网膜屏障,实现药物的靶向递送。它们不仅本身具备治疗效果,也可作为药物递送载体装载药物小分子,进一步提升治疗效果。例如,通过将抗血管内皮生长因子(anti-VEGF)装载到细胞外囊泡中进行玻璃体腔注射,能够有效治疗湿性年龄相关性黄斑变性。该方式有效提高了眼内药物浓度和药效持续时间,进一步增强了治疗效果。
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治疗方法的创新:细胞外囊泡提供眼病治疗手段
细胞外囊泡为眼科疾病的治疗提供了新策略。例如,通过将间充质干细胞来源的细胞外囊泡与抗炎药物联合使用,能够促进角膜上皮细胞的增殖和迁移,有效减轻眼部炎症,促进角膜损伤愈合。此外,在视网膜疾病的治疗中,细胞外囊泡也显示出巨大的保护潜力。例如通过将神经保护性肽PACAP38装载在细胞外囊泡中,可以促进视网膜神经节细胞的存活和轴突再生,为治疗视神经损伤提供了全新途径。
生物工程的策略细胞外囊泡修饰提高眼病疗效
为了提高细胞外囊泡在眼科治疗中的靶向性和治疗效果,研究人员开发了多种生物工程策略,包括内部装载、表面修饰和遗传修饰。例如通过电穿孔技术将抗炎药物装载到细胞外囊泡中,用于治疗葡萄膜炎;将cRGD肽连接到囊泡表面,可以提高其对视网膜色素上皮细胞的靶向性;通过转染技术使间充质干细胞过表达特定的miRNA,并装载到囊泡中,用于治疗视网膜退行性疾病等。
范先群院士和谷平教授在综述中详细总结了近年来细胞外囊泡在眼科疾病诊疗中的最新研究进展。他们指出,随着微流控技术、高通量测序技术的发展,可以精准分离和检测患者体液(如泪液、房水、血液等)中的细胞外囊泡,实现对眼科疾病的早期诊断和病情监测。此外,细胞外囊泡还可以作为药物递送系统,将治疗性分子精准地递送到病变部位,提高治疗效果并减少副作用。
尽管细胞外囊泡在眼科的诊疗中展现了巨大的应用前景,但其在实际应用中仍面临一些挑战。例如,如何高效、准确地分离和纯化细胞外囊泡;如何建立标准化的检测方法;如何减少细胞外囊泡对免疫系统的影响和异质性等。此外,未来细胞外囊泡的大规模生产中可能产生的成本和质控问题仍有待进一步探究。
展望未来,范先群院士和谷平教授表示,随着对细胞外囊泡研究的不断深入和科学技术的进步,其在眼科疾病诊疗中的应用前景将更加广阔。他们呼吁广大眼科医生和研究人员加强合作与交流,共同推动细胞外囊泡在眼科疾病诊疗中的研究和应用,为更多患者带来光明和希望。
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参考文献:
Su Y, Chen M, Xu W, Gu P, Fan X. Advances in Extracellular-Vesicles-Based Diagnostic and Therapeutic Approaches for Ocular Diseases. ACS Nano. 2024 Aug 14. doi: 10.1021/acsnano.4c08486. Epub ahead of print. PMID: 39141830.
文章链接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c08486#

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