利用外泌体纳米颗粒定位实现高效药物输送
外泌体是小囊泡（通常为 30-120nm），主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体，经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中 。外泌体由大多数细胞类型分泌，并可能存在于体液中，如血浆、尿液、唾液、血清和脑脊液。1 越来越多的证据表明，外体在细胞间通信中起着重要作用，通过细胞成分（如脂质、蛋白质和核酸）的运输和传递。
外泌体作为潜在的药物输送生物材料，最近获得了人们相当大的兴趣和关注。首先，由于外泌体含有内源性细胞成分，某些外泌体可能具有针对特定细胞类型和组织的能力，使它们能够克服生物障碍，如血脑屏障。其次，由于其内生源特性，外泌体比其他合成输送系统具有更少的可能引发免疫反应或细胞毒性。最后，外泌体双层脂膜可以保护药物免受快速血液清除，并可降低与脱靶药物效应相关的细胞毒性。
是什么使外泌体成为高效的药物输送工具？
外泌体的内在特性和成分使它们成为药物输送的理想候选者。2
小纳米颗粒，如外泌体（通常为 10-100nm）习惯性地积累在固体肿瘤部位，由于血管系统泄漏和淋巴排毒异常，使它们成为癌症中某些类型癌症药物输送的诱人候选物。3
与其他囊泡一样，外泌体由脂质双层组成，形成水性内腔和亲脂外层。这种结构使疏水性和亲水性材料都能加载到外泌体中。虽然外泌体在它们所承载的细胞成分的类型和数量上差异很大，但某些脂质、蛋白质和核酸似乎比其他细胞组件更常见。外泌体含有大量的胆固醇、血脂、磷酸酯、神经酰胺和饱和脂肪酸链，4 而这些刚性分子的加入似乎有助于外泌体的稳定性。
在外泌体中可以找到各种膜结合蛋白和细胞内蛋白质。其中最常见的包括膜运输和融合蛋白、主要组织相容性复合物、热休克蛋白、四跨膜蛋白、内涵体分选复合物 (ESCRT)，以及脂筏相关蛋白质.2 外泌体还含有与分泌细胞类型特有的蛋白质的富集。例如，从树突状细胞中提取的外泌体富含热休克同源蛋白（hsc73），这种蛋白质可能在利用树突状细胞衍生的外泌体发现的抗肿瘤效应中发挥作用。5
外体还含有核酸，包括微小 RNA、非编码 RNA 和信使 RNA。有趣的是，这些 RNA 可以在外泌体内发现，或者被 argonaute2 蛋白6 束缚在外泌体外部。某些微小 RNA 可能被一些识别 RNA 短基序的蛋白质定位并装载进入外泌体7 表明 RNA 可能被选择性地包装进外泌体。
基于外泌体药物输送的示例
由于外生体由多种细胞类型释放，因此存在许多选择用于分离外泌体的供体细胞。在选择中起作用的两个重要因素是外泌体的生物特性和特定细胞类型的外泌体产量。例如，实验表明，树突状细胞衍生的外泌体比 EG7 肿瘤细胞衍生的外泌体能刺激更强的抗肿瘤免疫反应，这表明树突状细胞衍生的外泌体含有更多的分子因子，可以刺激T细胞繁殖和分化，或较之于肿瘤衍生的外泌体，更能有效的和T细胞相互作用。8 外泌体供体细胞选择的另一个因素是特定细胞类型释放的外泌体量。间充质干细胞被确定为一种特别有前景的细胞类型，原因有很多，其中包括其外泌体的高产量、易于分离、能够扩展到大规模培养、9，10 以及促进细胞存活。11,12
通过使用体外14 和外体15 技术，治疗剂已加载到外泌体。一些外生技术，包括冷冻循环、皂苷渗透、超声和挤压工艺，已用于将药物加载到外泌体中，这些药物在加载外泌体后保持了结构和活性。此外，当在 -200 摄氏度至 -800 摄氏度温度下储存和当经历多次冷冻-解冻周期时，外泌体似乎表现稳定。2
通过血脑屏障传送治疗药剂及未来方向
化疗的最大挑战之一是跨越某些生物屏障，特别是血脑屏障提供药物。在血清中检测到胶质母细胞瘤释放的外泌体，表明内源性外泌体跨越了血脑屏障。16 此外，含有姜黄素的外泌体制剂，一种具有抗炎特性的多酚，被输入小鼠体内，并导致小胶质细胞凋亡在小鼠体内，造成小胶质细胞凋亡，表明囊泡制剂可能通过血脑屏障。17
最后，从脑上皮细胞中提取的外泌体和装有抗癌药物的外泌体被证明跨越血脑屏障，并诱导斑马鱼肿瘤细胞的细胞毒性。18 综上所述，这些发现表明外泌体在大脑的药物输送中及其有用。虽然基于外泌体药物运输似乎是治疗学一个有前景的方向，但一些关键问题需要被解决，然后才能安全、有效地实施。首先，需要标准化外泌体分离和纯化过程，以消除蛋白聚集体等污染物，并提高可重复性。第二，需要识别能够提供稳定外泌体的供体细胞，需要充分表征这些供体细胞的外泌体。最后，需要开发更有效的流程，将药物加载到外泌体中，以便最大限度地传送治疗药物。
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