中藥的現代詮釋:外泌體如何革新傳統醫學?
外泌體也稱為細胞外囊泡,是細胞通過內吞作用形成的囊泡,能夠攜帶蛋白質、脂質、RNA等生物分子,參與細胞間的信號傳遞和物質交換。隨著近幾年外泌體發文量遞增,眾多科研工作者紛紛扎堆此領域,有關外泌體載藥、診斷、免疫療法等方向的文章陸續發表在各大頂級期刊上,外泌體無疑成為了基礎研究和技術開發的熱點,它在疾病診斷,疾病機理,藥物開發等方面發揮著重要的作用。
中藥外泌體是近年來在中醫藥研究領域的一個新興熱點,目前的研究主要集中于以下幾個方向:
① 細胞外泌體作為中藥化合物的載體
外泌體作為一種天然藥物載體,在心血管疾病、胃癌、消化系統疾病、腎臟病等領域均有廣泛的應用前景。利用細胞外泌體良好的生物分布、生物相容性和低免疫原性,將中藥化合物包裹其中,可以提高其溶解度、穩定性和生物利用度,并增強靶向性,從而更有效地發揮中藥的治療作用。例如:
?淫羊藿苷 (Icariin):將淫羊藿苷包裹在胎牛血清來源的外泌體中,形成 Exo-Ica 藥物遞送系統,可以有效促進成骨細胞增殖和骨再生,提高淫羊藿苷的生物利用度。
?雷公藤甲素 (Triptolide): 將雷公藤甲素包裹在卵巢癌細胞來源的外泌體中,形成 Exos-TP 藥物遞送系統,可以增強雷公藤甲素對卵巢癌細胞的增殖抑制效果,并降低其毒副作用。
?姜黃素 (Curcumin): 將姜黃素包裹在巨噬細胞來源的外泌體中,形成 Exos-Cur 藥物遞送系統,可以提高姜黃素的溶解度、穩定性和生物利用度,增強其神經保護作用,并改善認知功能。
?槲皮素 (Quercetin): 將槲皮素包裹在脂肪間充質干細胞來源的外泌體中,形成 Exo-QCT 藥物遞送系統,可以抑制急性肝損傷,并改善認知功能。
?白藜蘆醇 (Resveratrol): 將白藜蘆醇包裹在脊髓來源的初級小膠質細胞來源的外泌體中,形成 Exo-Res 藥物遞送系統,可以促進脊髓損傷大鼠運動功能恢復。
?斑蝥素 (Norcantharidin):將斑蝥素包裹在骨髓間充質干細胞來源的外泌體中,形成 BMSC-Exos-NCTD 藥物遞送系統,可以抑制肝癌細胞增殖,并修復肝細胞,提高斑蝥素的生物利用度。
② 中藥方劑和化合物作為外泌體調節劑
中藥作為中國傳統醫學的重要組成部分,其成分復雜,包括了大量的生物活性物質。這些物質可以通過多種機制發揮作用,包括直接作用于細胞或通過調節外泌體等間接方式。近年來,研究者發現中藥及其活性成分可以通過調控外泌體來發揮治療作用,這為中藥的現代應用提供了新的思路。例如:
?健脾益腎方 (JPYSF): 上調慢性腎臟病大鼠血清外泌體 miR-192-5p 表達,可能與其減輕腎纖維化的作用相關。
?補腎益髓膠囊 (BSYSC): 促進多發性硬化癥小鼠血清外泌體 miR-124 表達,降低 miR-155 表達,減輕炎癥反應和改善神經功能。
?大黃蟄蟲丸 (DHZCP): 降低結直腸癌細胞肝轉移模型小鼠血清外泌體 CCL2 水平及其受體 CCR2 水平,抑制結直腸癌肝轉移。
?蘇心酊 (SXJXP): 促進心臟間充質干細胞 (C-MSCs) 外泌體分泌,上調 Rab27b 蛋白和 mRNA 水平。
?通心絡膠囊 (TXLC): 降低高糖處理的小鼠腎小球內皮細胞 (GECs) 外泌體中 TGF-β1 mRNA 水平,改善腎纖維化。
?青蒿素 (Artemisinin): 增加腎小管上皮細胞 (HK-2) 外泌體釋放,并增強外泌體從 HK-2 細胞到人系膜細胞 (HMCs) 的穿梭。
③ 中藥外泌體新型藥物開發
中藥外泌體含有母細胞來源的多種大分子物質比如脂質、蛋白質、核酸,以及小分子化合物。目前,關于中藥外泌體的研究尚處于起步階段,深入了解其功能和作用機制,并開發基于中藥外泌體的新型藥物和治療方法具有極大的市場潛力。
按照樣本類型,中藥大致可分為以下幾類:
樣本類型 |
舉例 |
項目數量 |
藥用草本 |
人參、何首烏、三七、黃精、天名精、白術、黃芪…… |
~75種 |
食用植物 |
大蒜、葛根、山藥、山楂、蘿卜、馬蹄、白果…… |
~25種 |
菌類 |
靈芝、香菇、銀耳、木耳、猴頭菇、羊肚菌…… |
~10種 |
動物樣本 |
羊乳(初乳、中乳)、牦牛乳、白花蛇、鹿茸…… |
~10種 |
近年來,針對生姜、金銀花、紅景天、人參、山藥等中藥外泌體的研究,已取得初步進展,并有相關文獻發表:
?生姜外泌體: 通過降低炎癥因子和 cyclin D1 mRNA 水平,抑制腸道上皮細胞增殖,治療結腸癌相關癌癥 (CAC)。
?金銀花外泌體:含有miR-2911,可以抑制 SARS-CoV-2 病毒復制。
?紅景天和蒲公英提取物外泌體:具有抗纖維化和抗炎作用,改善小鼠肺纖維化和肺炎。
?人參根外泌體:可以刺激骨髓間充質干細胞的神經分化,具有神經再生潛力。
?姜黃衍生外泌體:可以作為新型納米生物制劑靶向治療潰瘍性結腸炎。
?山藥源外泌體:可刺激小鼠成骨細胞形成并預防骨質疏松。
在外泌體研究中,外泌體的提取是最基本也是最重要的實驗步驟之一,所提取外泌體的結構完整性、純度、產量將直接影響到后續實驗。金開瑞提供從外泌體提取、鑒定,到功能驗證的一站式服務。在外泌體提取,尤其是植物外泌體提取方面具有豐富經驗,以下是所提取部分中藥類植物外泌體的結果展示:
金開瑞外泌體研究服務內容:
參考文獻:
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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