近日,天津市眼科医院张晓敏教授与天津医科大学眼科医院李筱荣教授团队在《Nature Biomedical Engineering》期刊发表研究,系统比较了细胞内囊泡与细胞外囊泡的生物特性及治疗潜力。该研究发现,来源于细胞内部的小细胞内囊泡(small intracellular vesicles, sIVs)在细胞摄取效率、药物负载与递送能力以及视网膜神经保护作用方面,均优于目前广泛研究的小细胞外囊泡(small extracellular vesicles, sEVs)。该研究为开发新型纳米药物载体及生物治疗策略提供了新方向。

目前,以外泌体(exosomes)为主要成分的sEVs已被广泛探索用于药物递送及疾病治疗研究。然而,细胞内部还存在着大量参与细胞内代谢过程的分泌型囊泡——sIVs,其治疗潜力尚未得到充分发掘。
本研究建立了一套从多种细胞中分离sIVs的技术方案,并对其与sEVs进行了系统的组学分析和功能比较。实验结果表明,sIVs具有更小的粒径、更高的产量以及在生理温度下更好的稳定性。在体外细胞模型和活体动物模型中,sIVs均表现出比sEVs更强的被靶细胞摄取的能力。
进一步的蛋白质组学分析揭示,sIVs富含内质网与高尔基体相关蛋白,并具有独特的与胞内膜系统相关的miRNA特征。此外,sIVs含有更高水平的磷脂成分,如磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。
在视网膜退行性疾病的动物模型中,源自脐带间充质干细胞的sIVs表现出卓越的治疗效果。其作用机制包括减轻视网膜细胞的内质网应激,以及有效递送神经保护活性因子。研究还证实,sIVs具有更强的载药能力,能够高效地将亲脂性化合物递送至视网膜组织。
综上所述,该研究揭示了sIVs作为一种新型生物纳米颗粒的显著优势,其在小分子药物递送和作为细胞治疗替代产品方面展现出巨大潜力,有望为视网膜疾病及其他疾病的治疗提供更高效的递送平台。