合成生物催化剂摘译自:https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2022.108092

 

  细胞外囊泡(Extracellular vesicles,EVs) 是由细胞(真核生物和原核生物)自然释放的一组异质性生物纳米粒子。它们的特点是由磷脂构成的双层膜,包围着衍生细胞的细胞膜,富含蛋白质、脂类和核酸(mRNA、microRNA、tRNA、rRNA、DNA)。细胞外囊泡能够将复杂的生物信息传递给目标细胞,导致免疫反应的诱导和协调、细胞完整性和平衡的维持、细胞发育、细胞分化和血管生成。EVs在纳米医学、化妆品和食品领域具有很广阔的应用潜力。

 

  近日,来自意大利 博洛尼亚大学的Cristiana Boi团队在《Biotechnology Advances》杂志上发表综述“Alternative biological sources for extracellular vesicles production and purification strategies for process scale-up”整理和介绍了当今细胞外囊泡来源相关的研究趋势和针对细胞外囊泡下游处理技术的发展趋势。

 

  总的来说,动物细胞的EVs分离技术相对成熟,但其产量低、成本高、质控困难的缺点至今没有克服。细菌和藻类细胞的培养比真核细胞的培养有明显的优势,特别是在增殖能力和基因编辑策略的便利方面。食物来源的EVs,如植物和牛奶EVs,不需要任何细胞培养,完全节省了上游的成本和管理。此外,食物来源的EVs本身具有生物相容性、安全性。

 

  细菌EVs能够通过向免疫细胞模式识别受体提供EV表面配体(天然的或设计的)来触发先天免疫反应。由于其具备免疫调节的特性,因此,细菌EVs天然具有作为治疗药物、免疫佐剂、疫苗开发平台和抗癌疗法的潜力,而且细菌来源的EVs产量提升相对容易。(藻类作者有提到,但没详细解)

 

  牛奶EVs被认为是最有望替代人源EVs的EVs。牛奶EVs容易获得,价格便宜,而且不需要细胞培养。可以增加药物的口服生物利用度,是运输生物活性化合物用于营养和治疗的最佳载体。牛奶EVs可以被配体功能化,如叶酸,以实现肿瘤靶向治疗。

 

  植物EVs结构类似于哺乳动物来源的囊泡,其miRNA的含量相对较高,存在一定的生理调节功能,例如葡萄柚EVs可以增强肠道巨噬细胞的抗炎能力,从而缓解葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠炎,且葡萄柚EVs在抗炎的同时没有观察到副作用。柠檬EVs通过肿瘤靶向、减少氧化应激和激活TRAIL介导的细胞凋亡机制来抑制几种癌症细胞的生长。

 

 

  用于分离EVs的传统方法依据是囊泡大小和密度,针对EVs的传统分离方法为超速离心、过滤和尺寸排阻色谱法。这些方法的共同的问题是产量非常低,且质量难以控制。最新的方法有:切向流过滤、微流控分离、流域分流、电泳分离、膜亲和分离。

 

  总的来说,EVs或将成为一种新的生物应用平台,用于治疗、诊断和护理。


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