近日，浙江中医药大学附属杭州中医院骨伤科潘浩教授团队在国际著名期刊Pharmacological Research（中科院1区）发表题为‘Advances in the study of plant-derived extracellular vesicles in the skeletal muscle system’。文章系统性回顾了植物来源细胞外囊泡（PDEV）的发生途径和生物学特征，以及目前常用的分离纯化及储存方法。并系统性总结了不同来源的PDEV在骨骼肌肉系统疾病中的治疗作用，及PDEV作为药物载体工程的应用，旨在进一步探索PDEV在骨骼肌肉系统领域中的意义与潜在作用。
文章内容：
自植物细胞外囊泡被发现和鉴定以来，它们在治疗和药物递送方面展现出极大的应用潜力。与人工载体和哺乳动物来源的EV相比，有着大量绿色可持续的原材料供应的PDEV在生物相容性、稳定性、安全性等方面具有更大的优势，并已被证明在抗肿瘤、抗炎、抗氧化、伤口愈合、消化道靶向治疗性等方面存在治疗意义，有望成为部分人类源型EV的替代药物，并作为一种更高效、稳定的药物递送载体投入使用。然而PDEV的研究仍处于一个较为初始阶段，还有较多亟待解决的问题。首先，目前研究中关于PDEV命名较为杂乱，而由于PDEV与动物EV存在较大差异的发生途径和表征，需要构建PDEV特有的命名体系。其次，尽管部分研究者已开始构建部分植物种类来源PDEV的规范化提取流程，但由于植物来源物种差异较大，目前仍未建立大范围的规范化PDEV分离提纯技术。此外，较大的植物来源差异导致PDEV缺乏通用的表面标志物，这是PDEV标准化鉴定的一大挑战。小麦、三七来源PDEV表面拥有相同的表面标志物HSP70，这说明了不同种类来源的PDEV之间能够存在部分相同的表面标志。针对更小范围的一类或几类PDEV是否存在表面标志也许更有研究价值。PDEV的治疗作用多通过其含有的蛋白质、核酸、脂质等物质实现，而其具体药用成分及调控机制仍有待挖掘。
图1以外泌体为例，阐明植物PDEV的基本形态、成分及释放机制。植物细胞通过以下途径分泌细胞外囊泡(EV)来对抗细菌、真菌和其他病原体的入侵。途径(a)描述了MVB与质膜的融合，导致腔内囊泡(ILVs)作为外泌体释放。途径(b)描述了通过空泡与质膜融合释放腔内EV (IEV)。途径(c)显示EXPO分泌。
缩写:MVB，多泡体;内质网;TNG，跨高尔基网络;EXPO，胞囊阳性细胞器。
目前已有部分PDEV被证明在骨骼肌肉领域，尤其是骨质疏松症、伤口愈合及血管重建方面有良好的治疗意义，也有研究发现番茄来源的PDEV对软骨细胞具有修复作用。遗憾的是，PDEV在骨关节炎、椎间盘退变、骨关节退行性疾病、骨折状况、神经修复等领域的探索仍存在明显的研究空白。关于PDEV作为骨骼肌系统疾病的药物载体的研究仍然缺乏。此外，对PDEV在骨骼肌系统疾病中的应用的研究主要依赖于体外细胞实验和小鼠体内研究。值得注意的是，目前缺乏关于PDEV临床应用的文献。并且鉴于各种给药途径对PDEV疗效的实质性影响，确定针对不同骨骼肌疾病的最佳给药方法仍然是一个需要进一步探索的领域。
图2.利用真空浸润离心(VIC)方法从茎切叶片中分离AWF(以拟南芥为例)，并采用差速离心分离不同相获得PDEV。(a). 用剪刀剪去叶柄。(b). 用蒸馏水冲洗叶片，吸水纸拍干。(c-e). 将叶子包裹在一个60毫升的注射器中，用蒸馏水或其他渗透溶液使注射器饱和。密封注射器尖端，并通过向外拉注射器产生负压。逐渐释放柱塞。在注射器上施加向下的压力以给予正压。重复步骤c-e，直到叶子被完全浸透。(f-g). 提取叶子并使其干燥。用5ml移液管将叶子卷进封口膜膜。将叶子固定在离心管上。4℃下，在1,000×g摆动斗转子内离心10分钟，回收离心后的AWF。(i-l). 采用差速离心技术分离PDNV。整个过程在4℃下进行。程序步骤源自参考文献[46,48]，具体方法和操作细节可在原文中找到。
总的来说，PDEV的研究虽处于起步阶段，但经过初步探索，也能够肯定其对于骨骼肌肉系统疾病的治疗意义，拥有广阔的研究前景。相信在未来进一步探索PDEV高纯度、大规模的精准分离纯化方法的同时，也将出现更多关于PDEV在骨骼肌肉领域的应用。
作者团队介绍：
浙江中医药大学附属杭州中医院骨伤科2019级八年制本科生毛昕宁、2023级硕士研究生李腾辉、浙江中医药大学附属杭州中医院骨伤科主治医师戚维辉为本文共同第一作者，潘浩教授、金红婷教授、王栋博士为本文共同通讯作者，浙江中医药大学附属杭州中医院骨科、杭州丁桥医院骨科、杭州中医院骨伤研究所、浙江中医药大学第一附属医院骨伤研究所为论文单位。
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