今天分享的是发表于《Journal of Nanobiotechnology》(IF:126)的一项综述,题为“Recent advances in engineered exosome-based therapies for ocular vascular disease”。本综述专注于眼新生血管疾病(ONDs)的外泌体疗法。ONDs,包括角膜新生血管(CoNV)、年龄相关性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变(DR)等,具有异常血管生成的核心特征,是全球视力损伤的主要原因之一。其病理机制涉及缺氧、炎症和氧化应激的恶性循环,影响着治疗效果。
研究表明,缺氧通过激活HIF-1α/VEGF轴促进血管新生,炎症因子加剧血管渗漏,而氧化应激则破坏血管屏障,三者形成相互强化的恶性循环。现有抗VEGF疗法存在耐药性、频繁注射及无法改善组织修复等局限,而外泌体因其高生物相容性、低免疫原性、强靶向性及可负载多种生物活性分子,成为ONDs治疗的新型递送平台。
本综述系统梳理了外泌体的特性、工程化策略及在ONDs中的应用,为临床转化提供了参考。
1. ONDs的病理机制
眼新生血管疾病(ONDs)的核心驱动因素为缺氧、炎症和氧化应激的协同作用。缺氧通过HIF-1α上调VEGF,促进内皮细胞增殖和血管渗漏;炎症细胞释放的TNF-α、IL-6等破坏血-视网膜屏障,同时刺激VEGF分泌;氧化应激通过ROS损伤线粒体,激活MAPK等通路,进一步加剧病理过程。这三者形成了“缺氧-炎症-氧化应激”的恶性循环,推动疾病进展。
2. 外泌体的特性与递送优势
外泌体是30-150nm的胞外囊泡,其主要来源于内体成熟为多泡体(MVBs),通过与细胞膜融合释放,并可通过内吞或膜融合被靶细胞摄取。其核心优势包括:膜表面富含CD9、CD63等四跨膜蛋白,天然靶向眼部细胞;脂质双层结构保护cargo不被降解,延长作用时间;低免疫原性可减少眼部炎症风险,因此成为理想的眼部药物递送载体。
3. 外泌体的工程化策略
为了提升外泌体的靶向性和cargo负载效率,需通过工程化改造进行优化。分离方法如超速离心、尺寸排阻色谱(高纯度)、免疫亲和分离(靶向特定亚群);cargo加载策略包括电穿孔(高效加载RNA,效率超过70%)、超声(低损伤加载疏水药物,效率50-70%)和化学偶联(稳定加载蛋白)。混合系统(如外泌体-脂质体杂交载体)结合两者优势,可显著提升稳定性和负载量。
4. 外泌体在ONDs中的应用
外泌体通过抑制异常血管生成、调节炎症、促进修复,在多种ONDs中展示了治疗潜力。在CoNV中,肿瘤细胞来源的外泌体(B16-Exo)通过递送JAK2蛋白抑制T细胞增殖,减少新生血管,延长角膜移植片存活时间;在DR中,工程化外泌体(EXOKV11)加载抗血管生成肽KV11,减少无血管区和新生血管丛;在AMD中,黑磷量子点修饰外泌体(BREs)通过调节葡萄糖代谢抑制CNV。
5. 外泌体应用的挑战
外泌体在ONDs中的应用面临诸多挑战,包括规模化生产中外泌体的异质性高,现有分离方法缺乏标准化,影响批次一致性;在稳定性方面,其对温度、pH敏感,需开发冻干或膜修饰技术以延长保质期;而在眼部递送中,角膜上皮及BRB限制穿透效率,需要优化表面修饰以增强药物的穿透能力。
结论
外泌体作为新型递送平台,在ONDs治疗中展现出显著优势:天然靶向性减少脱靶效应,多种cargo负载能力可同时调控血管生成和炎症等多个通路,工程化改造进一步提升了其疗效。目前研究已证实外泌体在CoNV、DR、AMD等模型中的潜力,但临床转化仍需克服规模化生产、稳定性优化及监管标准建立等瓶颈。未来应着重于个性化外泌体的开发、与抗VEGF的联合疗法以及标准化协议的制定,以推动其从基础研究走向临床应用,为ONDs患者提供更安全、高效的治疗选择。
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