综述：植物来源的外泌体：结构、分离、生物学功能及治疗潜力

植物外泌体（PDEs）的结构、功能及治疗潜力研究进展，探讨其生物利用度、可持续性优势在癌症治疗、免疫调节等领域的应用，分析超速离心、尺寸排阻色谱等分离技术的标准化与产率优化挑战。

Rumeysa Berra Karataş | Şevval Dikmen | Elçin Yenigül | Parisa Bolouri | Fikrettin Şahin | Furkan Ayaz | Esra Aydemir

比尔鲁尼大学，分子生物学与遗传学系，工程与自然科学学院，伊斯坦布尔，34010，土耳其

摘要

外泌体是一种小型细胞外囊泡，通过运输生物活性脂质、蛋白质和核酸在细胞间通讯中发挥作用。虽然动物来源的外泌体已经得到了广泛研究，但由于其生物可利用性、可持续性和调节细胞通讯的高效率，植物来源的外泌体（PDEs）在癌症治疗、免疫调节、药物递送、诊断生物标志物开发和组织再生等多个领域成为了一种有前景的替代选择。尽管在临床应用和分析方面的研究仍有限，但本综述全面概述了目前关于PDEs的知识。文章讨论了PDEs的结构、功能作用和治疗潜力，并对现有的分离和表征方法（如超速离心、尺寸排阻色谱和外泌体装载技术）进行了批判性评估，同时指出了标准化和产量优化方面的挑战。最后，总结了PDEs在临床应用中面临的挑战、转化研究的局限性以及未来的发展前景，强调了制定标准化方案和进行严格临床前评估的必要性，以充分发挥其治疗潜力。

引言

细胞外囊泡（EVs）在细胞间通讯、组织稳态和细胞分化中起着关键作用，它们通过介导各种分子在细胞间的转移来实现这些功能。EVs的膜结构由磷脂、EV介导的受体和多种细胞质成分组成，这些成分赋予了EVs特殊的货物运输能力（Yáñez-Mó等人，2015年）。无论是原核细胞还是真核细胞都会分泌EVs，这表明它们在进化过程中具有保守性（Zhang等人，2016a年）。EVs在生理和病理过程中的功能多样性主要取决于囊泡生成过程中选择性地结合的蛋白质 cargo。蛋白质组学研究的进步有助于阐明EV介导的机制，使得能够系统地识别和表征与EVs相关的蛋白质（Doyle和Wang，2019年）。这些蛋白质的变化主要通过标准化的分离和分析方法进行研究，从而更精确地理解EVs的分子复杂性（Palmisano等人，2012年）。

根据其生成机制和生物学特性，EVs被大致分为微囊泡、凋亡小体和外泌体。微囊泡通过质膜向外突出形成并参与正常的细胞过程；而凋亡小体则在程序性细胞死亡时释放。相比之下，外泌体是通过内体途径产生的，其直径通常比微囊泡小20倍左右（Ratajczak和Ratajczak，2020年）。尽管目前尚无普遍接受的方法来检测EV亚型，但可以通过针对不同的囊泡特征来分析特定的EV群体。常用的分子和生物物理表征方法包括超速离心、纯化、尺寸排阻色谱和纳米颗粒追踪分析等技术（Li等人，2022a；Contreras等人，2023年）。

由于外泌体表面存在特定的标记物（如四跨膜蛋白家族CD81、CD82、CD9和CD63）以及相关蛋白（如flotillin和肿瘤易感基因TSG101），因此对其进行了大量研究。然而需要注意的是，一些表面标记物也在凋亡小体和微囊泡中被检测到（Crescitelli等人，2013年）。外泌体的生成始于质膜向内突出形成早期内体，随后成熟为晚期内体，并与高尔基体网络相互作用生成多囊泡体（MVBs）。在MVBs内部，腔内囊泡与核酸、mRNA、miRNA、蛋白质和脂质等细胞成分聚集。MVBs与质膜融合后，外泌体会被释放到细胞外空间（Huang等人，2025年）。外泌体的生成还受到负责货物装载和释放的exosomal sorting complex (ESCRT) 蛋白的调控（Frydrychowicz等人，2015年）。

植物来源的外泌体

植物来源的外泌体（PDEs）是一类直径约为30至150纳米的纳米级囊泡，由于其基础研究中的重要性和治疗潜力而受到研究人员越来越多的关注（Regente等人，2009年）。其生成机制被认为与哺乳动物系统中的类似，特别是通过多囊泡体（MVB）介导的分泌过程。这些囊泡含有四跨膜蛋白类分子以及植物特有的标记物PEN1等成分。

外泌体的分离方法

为了了解外泌体的生物活性、潜在应用及其组成和形成影响因素，需要对其进行处理和表征。通常通过超速离心、密度梯度分离、免疫亲和捕获和纯化等技术从植物组织、细胞培养物或培养基中提取外泌体（图1）。这些方法利用了外泌体的物理性质，如大小、电荷、密度和溶解度等。

结论

外泌体在个性化医疗领域展现出巨大潜力，特别是在药物递送、免疫调节和癌症治疗方面。这些纳米颗粒能够调控免疫反应、影响免疫细胞活性并增强免疫耐受性，因此在自身免疫和炎症性疾病的治疗中具有应用价值。此外，它们还能提高细胞的耐受性，可能对治疗与压力相关的疾病有帮助。外泌体能够高效地将药物化合物输送到目标部位。

声明与披露

无

伦理审批

不适用。

作者贡献

RBK、ŞD、EY、PB、FŞ、FA和EA共同构思了这项研究。RBK、ŞD、EY、PB、FŞ、FA和EA共同撰写了手稿，并审阅并批准了最终版本。

利益冲突

作者们没有需要披露的相关财务或非财务利益。

资金支持

作者声明在撰写本手稿过程中未接受任何资金、资助或其他形式的支持。

CRediT作者贡献声明

Esra Aydemir：撰写 – 审稿与编辑；撰写 – 初稿；研究；概念构思。Şevval Dikmen：撰写 – 审稿与编辑；撰写 – 初稿；研究；概念构思。Rumeysa Berra Karataş：撰写 – 审稿与编辑；撰写 – 初稿；可视化；研究；概念构思。Furkan Ayaz：撰写 – 初稿；监督；研究；概念构思。Fikrettin Şahin：撰写 – 初稿；监督；研究；