专栏名称: 先进材料
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Nature综述:细胞外囊泡,所有的理化性质,全在这里

先进材料  · 公众号  ·  · 2024-12-13 13:30

正文

细胞外囊泡被定义为由脂质双层膜限定的纳米到微米大小的颗粒,由所有细胞类型释放,并且可以在细胞、组织、器官和生物体之间运输生物活性分子。因此,细胞外囊泡正在被探索作为材料、药物递送纳米载体、治疗剂和多重生物标志物。然而,细胞外囊泡的分离、表征和大规模制造仍然具有性。在这篇综述中,我们描述了细胞外囊泡的物理化学性质,这些性质源自其组成和构象集合,并概述了这一如何由其大小、组成、膜结构、表面相互作用、货物和共分离物的异质性所定义。我们探讨了这种异质对细胞外囊泡的纯度、身份和功能定义的影响。将这一景观与抗体疗法和病毒载体的景观进行比较,可以识别从产品的生物加工中汲取的教训,以及与从生物流体中制造和分离细胞外囊泡相关的独特挑战,这将需要新的概念和技术我们强调了对细胞外囊泡的物理化学性质的全面理解对于其临床转化的重要性。这包括开发生物加工方法、指定产品质量属性、细胞外囊泡产品的稳定性和大规模制造。

天然治疗化合物,如单克隆抗体(mAbs) 和RNA,由于在生物液体中稳定性有限往往难以转化为药物。此外,将这些化合物靶向递送到特定器官和细胞仍然具有挑战性,但这是减少脱靶毒性效应所必需。因此,大约40%的新药由于全身给药后靶向细胞递送不足而无法通过临床验证。为了解决这些挑战提出了几种纳米载体(纳米级的生物材料)。这些纳米载体包括合成材料,如聚合物胶束、树枝状大分子、脂纳米颗粒和脂质体,以及生物来源的纳米载体,如病毒载体、腺病毒和腺相关病毒(AAVs)。

细胞外囊泡(包括外泌体)是细胞产生的基于脂质的生物纳米颗粒。这些囊泡被脂双层膜包围,无法自我复制。细胞外囊泡进化为在细胞、组织、器官和生物体之间运输各种生物活性分子(蛋白质RNA、脂质和代谢物)。它们高效的递送能力可能与其天然或获得的趋向性有关,这使它们能够穿越组织和细胞屏障与合成纳米颗粒相比,产生较少的脱靶效应。由于这些固有的天然能力,细胞外囊泡正在被研究作为治疗药物和纳米。Bexsero是第一个获得上市授权的基于细胞外囊泡的治疗产品。该产品基于从脑膜炎奈瑟菌中提取外膜囊泡,被批准作为脑膜炎疫苗使用







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