中药的现代诠释:外泌体如何革新传统医学?
外泌体也称为细胞外囊泡,是细胞通过内吞作用形成的囊泡,能够携带蛋白质、脂质、RNA等生物分子,参与细胞间的信号传递和物质交换。随着近几年外泌体发文量递增,众多科研工作者纷纷扎堆此领域,有关外泌体载药、诊断、免疫疗法等方向的文章陆续发表在各大顶级期刊上,外泌体无疑成为了基础研究和技术开发的热点,它在疾病诊断,疾病机理,药物开发等方面发挥着重要的作用。
中药外泌体是近年来在中医药研究领域的一个新兴热点,目前的研究主要集中于以下几个方向:
① 细胞外泌体作为中药化合物的载体
外泌体作为一种天然药物载体,在心血管疾病、胃癌、消化系统疾病、肾脏病等领域均有广泛的应用前景。利用细胞外泌体良好的生物分布、生物相容性和低免疫原性,将中药化合物包裹其中,可以提高其溶解度、稳定性和生物利用度,并增强靶向性,从而更有效地发挥中药的治疗作用。例如:
►淫羊藿苷 (Icariin):将淫羊藿苷包裹在胎牛血清来源的外泌体中,形成 Exo-Ica 药物递送系统,可以有效促进成骨细胞增殖和骨再生,提高淫羊藿苷的生物利用度。
►雷公藤甲素 (Triptolide): 将雷公藤甲素包裹在卵巢癌细胞来源的外泌体中,形成 Exos-TP 药物递送系统,可以增强雷公藤甲素对卵巢癌细胞的增殖抑制效果,并降低其毒副作用。
►姜黄素 (Curcumin): 将姜黄素包裹在巨噬细胞来源的外泌体中,形成 Exos-Cur 药物递送系统,可以提高姜黄素的溶解度、稳定性和生物利用度,增强其神经保护作用,并改善认知功能。
►槲皮素 (Quercetin): 将槲皮素包裹在脂肪间充质干细胞来源的外泌体中,形成 Exo-QCT 药物递送系统,可以抑制急性肝损伤,并改善认知功能。
►白藜芦醇 (Resveratrol): 将白藜芦醇包裹在脊髓来源的初级小胶质细胞来源的外泌体中,形成 Exo-Res 药物递送系统,可以促进脊髓损伤大鼠运动功能恢复。
►斑蝥素 (Norcantharidin):将斑蝥素包裹在骨髓间充质干细胞来源的外泌体中,形成 BMSC-Exos-NCTD 药物递送系统,可以抑制肝癌细胞增殖,并修复肝细胞,提高斑蝥素的生物利用度。
② 中药方剂和化合物作为外泌体调节剂
中药作为中国传统医学的重要组成部分,其成分复杂,包括了大量的生物活性物质。这些物质可以通过多种机制发挥作用,包括直接作用于细胞或通过调节外泌体等间接方式。近年来,研究者发现中药及其活性成分可以通过调控外泌体来发挥治疗作用,这为中药的现代应用提供了新的思路。例如:
►健脾益肾方 (JPYSF): 上调慢性肾脏病大鼠血清外泌体 miR-192-5p 表达,可能与其减轻肾纤维化的作用相关。
►补肾益髓胶囊 (BSYSC): 促进多发性硬化症小鼠血清外泌体 miR-124 表达,降低 miR-155 表达,减轻炎症反应和改善神经功能。
►大黄蛰虫丸 (DHZCP): 降低结直肠癌细胞肝转移模型小鼠血清外泌体 CCL2 水平及其受体 CCR2 水平,抑制结直肠癌肝转移。
►苏心酊 (SXJXP): 促进心脏间充质干细胞 (C-MSCs) 外泌体分泌,上调 Rab27b 蛋白和 mRNA 水平。
►通心络胶囊 (TXLC): 降低高糖处理的小鼠肾小球内皮细胞 (GECs) 外泌体中 TGF-β1 mRNA 水平,改善肾纤维化。
►青蒿素 (Artemisinin): 增加肾小管上皮细胞 (HK-2) 外泌体释放,并增强外泌体从 HK-2 细胞到人系膜细胞 (HMCs) 的穿梭。
③ 中药外泌体新型药物开发
中药外泌体含有母细胞来源的多种大分子物质比如脂质、蛋白质、核酸,以及小分子化合物。目前,关于中药外泌体的研究尚处于起步阶段,深入了解其功能和作用机制,并开发基于中药外泌体的新型药物和治疗方法具有极大的市场潜力。
按照样本类型,中药大致可分为以下几类:
样本类型 |
举例 |
项目数量 |
药用草本 |
人参、何首乌、三七、黄精、天名精、白术、黄芪…… |
~75种 |
食用植物 |
大蒜、葛根、山药、山楂、萝卜、马蹄、白果…… |
~25种 |
菌类 |
灵芝、香菇、银耳、木耳、猴头菇、羊肚菌…… |
~10种 |
动物样本 |
羊乳(初乳、中乳)、牦牛乳、白花蛇、鹿茸…… |
~10种 |
近年来,针对生姜、金银花、红景天、人参、山药等中药外泌体的研究,已取得初步进展,并有相关文献发表:
►生姜外泌体: 通过降低炎症因子和 cyclin D1 mRNA 水平,抑制肠道上皮细胞增殖,治疗结肠癌相关癌症 (CAC)。
►金银花外泌体:含有miR-2911,可以抑制 SARS-CoV-2 病毒复制。
►红景天和蒲公英提取物外泌体:具有抗纤维化和抗炎作用,改善小鼠肺纤维化和肺炎。
►人参根外泌体:可以刺激骨髓间充质干细胞的神经分化,具有神经再生潜力。
►姜黄衍生外泌体:可以作为新型纳米生物制剂靶向治疗溃疡性结肠炎。
►山药源外泌体:可刺激小鼠成骨细胞形成并预防骨质疏松。
在外泌体研究中,外泌体的提取是最基本也是最重要的实验步骤之一,所提取外泌体的结构完整性、纯度、产量将直接影响到后续实验。金开瑞提供从外泌体提取、鉴定,到功能验证的一站式服务。在外泌体提取,尤其是植物外泌体提取方面具有丰富经验,以下是所提取部分中药类植物外泌体的结果展示:
金开瑞外泌体研究服务内容:
参考文献:
Exosomes:A novel insight into traditional Chinese medicine. Frontiers in Pharmacology, 2022.
Plant-Derived Exosome-Like Nanovesicles: Current Progress and Prospects, 2023.
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