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文獻解讀丨植物組織衍生的細胞外囊泡研究現狀及在癌癥方面的應用![]() 期刊:Bioactive Materials 發表日期:2020年10 IF:16.874 摘要 植物源性囊泡 (PDV) 是源自植物細胞的膜結構,負責多種生理和病理功能。在過去十年中,PDVs 因其參與不同的生物過程而備受關注,包括細胞間通訊和防御反應,最近的科學證據為其在癌癥治療中的應用開辟了新途徑。 然而,關于這些囊泡還有很多未知之處,目前的研究仍然不一致。本綜述旨在全面介紹 PDV,從其生物學特性到純化方法,并總結其在癌癥治療方面的潛在發展狀況。 植物來源細胞外囊泡分類 ![]() 植物源性囊泡 (PDV)根據提取方式不同,分為PEVs(植物細胞外囊泡)和 PELNs(植物外泌體樣納米囊泡)。從PELNs 提取的脂質物質PLNVs,PLNVs是僅含有PELN脂質成分的納米囊泡。 植物來源細胞外囊泡發展史 ![]() 從1967年,在胡蘿卜細胞中發現MVBs可以釋放到細胞外,到2021年PEVs標準化研究的呼吁,幾十年的研究,我們在PDV治療癌癥中的持續發展有一定突破性進展。 綜述內容 ![]() ![]() 圖A注射固定劑,讓葡萄果漿進行固定后,沿著圖B赤道處進行切割; 圖C電鏡圖顯示:質膜周圍存在MVB和EV,其中一些被檢測到融合到細胞間壁(C1,C2),暗示其遞送功能。 ![]() PEV直接從細胞外環境中提取,例如從質外流體(例如,擬南芥和向日葵)或根分泌物(例如,番茄)中提取,其中健康植物樣品浸入滲透緩沖液中并經受真空脈沖以產生樣品溶液 。 另一方面,在PELN的情況下,首先通過擠壓、擠壓和在緩沖溶液中混合來清洗和物理處理樣品。由于預計PDV與其原始植物共享一些常見代謝產物,因此建議樣品處理步驟可能會影響囊泡含量和活性,因此應根據每種植物類型仔細篩選。 ![]() 通過透射電鏡/冷凍電鏡圖對比,發現sEVs外觀大小比葉片提取的納米樣顆粒囊泡要小; 從NTA檢測粒徑E-F圖結果看,sEVs比PELNs偏小; 從G-H圖數據看,電位都是負電位,證明了囊泡在負電位下是穩定存在的; 從I圖可以看出sEVs和PELNs在蔗糖中的存在密度不同。 ![]() PDVs抗癌可能與一種或者多種機制有關: (1):癌癥選擇性凋亡誘導(例如,TRAIL介導的和caspase介導的凋亡),這可能歸因于多種因素的調節,如ACACA、GADD45a、B細胞淋巴瘤2蛋白和線粒體膜電位; (2):S期或G2/M檢查點的細胞周期阻滯; (3):通過TLR4-MyD88依賴性機制改變巨噬細胞極化或將冷腫瘤轉變為熱腫瘤來調節腫瘤微環境。 PDVs作為藥物輸送載體的應用: 在大多數情況下,通過單獨孵育,整個PELN裝載有治療劑。PLNV使用從PELN中提取的脂質形成,然后通過超聲處理與藥物組裝。葡萄柚PELN是最受研究的PDV之一,因為其具有良好的貨運效率。葡萄柚PLNV在葉酸和化療藥物紫杉醇(PTX)向結腸腫瘤部位的聯合遞送中表現出高性能。 體內實驗結果表明,該治療不僅能通過靶向腫瘤組織和抑制腫瘤生長增強了PTX的治療效果,還改善了siRNA向腫瘤的遞送。重要的是,這些PLNV被不同類型的細胞有效吸收,而不會引起可檢測到的細胞毒性或炎癥反應。 ![]()
(A)不同時間點(6、12、24、48和72小時)腫瘤、心臟、肝臟、脾臟、肺和腎臟中DiR負載的TFENs的體內生物分布; (B)通過靜脈注射和口服途徑治療TFENs的后9天內的相對體重變化和(C)腫瘤體積變化; (D)腫瘤重量與不同給藥方式關系 結果顯示:注射給與高劑量用藥效果最好,證明PDVs無毒害性。 ![]() (E–I)LDEV(檸檬PELNs)對胃癌細胞的影響評估。 (E)用LDEV處理的AGS、BGC-823和SGC-7901的細胞周期的流式細胞術分析; (F)CCK-8測定以評估用不同濃度LDEV處理的AGS、BGC-823和SGC-7901細胞的細胞活力;(G)Western blot分析胃癌細胞中胱天蛋白酶3和裂解的胱天蛋白酶-3蛋白的表達; (H)流式細胞術分析LDEVs誘導的三種胃癌細胞凋亡; (I)AGS、BGC-823和SGC-7901細胞在LDEVs處理或不處理的情況下的平板集落形成測定。結果顯示:檸檬PELNs對胃癌細胞作用主要是通過細胞系S期阻滯并誘導細胞凋亡。 ![]() (A–D)在SKOV3/Dox-Luc原位卵巢癌異種移植裸鼠模型中,檸檬PELNs(本圖中稱為EVs)、Dox、PELN-Dox組合(ED)和肝素PELN-Dox(HRED)模型的抗腫瘤作用。 (A)每組小鼠的切除腫瘤。比例:1單位=1 cm;(B)各組小鼠的腫瘤重量; (C)各組小鼠的腫瘤體積。結果表示為平均值±標準差(n=6)*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001; (D)PBS組肝臟、EVs組腸道和Dox組腎臟轉移結節的切除器官圖像和H&E染色。黃色箭頭表示腫瘤轉移。比例尺:50μm。 結果顯示:PELN-Dox組合(ED)和肝素PELN-Dox(HRED)在癌癥治療中效果表達更好。 ![]() (E–F)在LN229 luc顱內膠質瘤模型中,葡萄柚PELN(圖中稱為EVs)、Dox、DNs(Dox負載的肝素基納米顆粒)、EV-DN(PELN表面修飾的DNs)(包括EV-DN1(166±4 nm)、EV-DN2(192±7 nm)和EV-DN3(352±22 nm)的抗腫瘤作用。 (E) 來自每個治療組的代表性膠質瘤luc小鼠在不同時間的IVIS生物發光成像和治療組的生物發光信號強度曲線(n=6)。所有組的膠質瘤luc小鼠均正常化至0天; (F)所有組小鼠的Kaplan–Meier生存曲線。結果顯示:EV-DN(PELN表面修飾的DNs)比單一給藥效果好。 ![]() 已完成和正在進行的研究都表明,基于PDV的治療在臨床環境中是安全的,而其治療結果尚未公布,仍在評估中。 \ | / ★ ✦+ + 存在問題與討論 Problems and discussion 4.載藥效率問題 。 |