科學通報 | 北京生命科技研究院系統綜述植物細胞外囊泡-從基礎研究到生物醫藥應用的研究進展

近日，北京生命科技研究院侯宏衛和陳歡團隊，聯合北京化工大學劉惠玉團隊在《科學通報》發表了題為“植物細胞外囊泡-從基礎研究到生物醫藥應用的研究進展”的綜述文章。該文系統概述了細胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）從“細胞廢棄物”到“分子信使”的認知轉變，介紹了植物細胞外囊泡（plant-derived extracellular vesicles, PDEVs）的生物發生機制、組成特征與功能基礎，對比了分離純化及表征方法，探討了其在腦部疾病治療、皮膚修復、代謝調控等疾病領域以及工程化改造中的應用。同時，文章還探討了PDEVs質量控制中的關鍵問題。此外，針對機制不明、標志物缺乏、標準化不足等挑戰，提出深化研究與創新轉化的可能路徑，為PDEVs在生物醫藥等相關領域的應用提供了重要參考。

隨著納米醫學研究的快速發展，人工合成納米遞送系統雖應用廣泛，但仍面臨生物相容性不佳、免疫風險、制備成本較高及代謝殘留等問題。尋找天然、安全、可規模化獲取的納米載體成為重要方向。EVs作為天然膜結構，在細胞通訊與物質轉運中發揮核心作用。PDEVs是從藥用植物、果蔬、農作物等植物中分離獲取的EVs，其兼具天然、綠色、可持續等優勢。隨著分離純化與組學技術的發展，PDEVs的生物發生途徑、組成與功能逐漸被揭示，其既參與植物自身防御，又展現跨物種調控活性，為突破傳統遞送瓶頸提供了新思路。然而，PDEVs研究仍處于快速發展階段，其精確的生物發生機制、攝取與轉運路徑尚不清晰；分離純化方法雖多樣但缺乏統一標準、且缺乏普適性的標志物及完善的質量控制體系。在此背景下，系統總結PDEVs的研究現狀、明晰瓶頸與未來路徑，對推動該領域的高質量發展具有重要的理論與現實意義。

本綜述全面梳理了PDEVs領域的重要研究成果，在基礎研究、技術方法與應用轉化方面形成系統性總結。在基礎研究方面，對EVs的認知歷程進行了梳理，明確其從“細胞廢棄物”到關鍵“分子信使”的科學轉變；闡述了PDEVs的多泡體途徑、胞囊陽性細胞器途徑等多種生物發生機制，以及被細胞攝取方式；揭示了PDEVs的組成具有物種與組織特異性，其攜帶的核酸、脂質、蛋白質與活性小分子是發揮抗氧化、抗菌、免疫調節等生物活性的物質基礎，為深入理解其生物學功能提供了理論框架。在技術方法方面，對比了酶解法、機械破碎法及胞外液收集法等樣品預處理策略對PDEVs得率與完整性等影響；分析了差速超速離心、密度梯度離心、尺寸排阻色譜、超濾等分離純化方法在純度與活性保持上的優劣；總結了透射電鏡、納米顆粒跟蹤分析及蛋白質組學等表征手段，在形態、粒徑及標志物鑒定中的應用，為不同研究場景下的技術選擇提供參考依據。在應用研究方面，總結了PDEVs在多疾病領域的應用潛力。其可穿越血腦屏障實現腦部靶向遞送、可通過多機制協同促進皮膚修復與傷口愈合、可調節菌群與修復屏障以維持腸道穩態、可重塑免疫微環境等抑制腫瘤生長、且可通過系統調控等改善代謝疾病。此外，論述了超聲、共擠出等藥物裝載策略與靶向分子修飾、膜錨定等表面工程化策略在提升遞送效率與治療特異性中的協同應用。同時，強調了質量控制在PDEVs應用落地中的核心作用，提出針對其成分復雜、異質性高的特點，需建立全流程、系統性質量管理體系，為后續的標準化研究奠定基礎。此外，本文客觀指出了當前PDEVs領域面臨的基礎機制不明、普適性標志物缺失、標準化體系不健全、臨床轉化證據不足等挑戰，并提出深化基礎研究、推動技術創新、強化質量控制、拓展臨床與應用驗證的協同發展路徑，為后續相關工作的開展提供參考依據。

圖1 PDEVs作為新型治療方式，在多疾病領域展現出治療潛能

北京生命科技研究院侯宏衛與陳歡研究員、北京化工大學生命科學與技術學院劉惠玉教授為本文的共同通訊作者。北京生命科技研究院李陽與吳夏青為本文的共同第一作者。相關研究得到了北京生命科技研究院青年人才項目（2025100CC0020、2023100CC0200、2023100CC0180）、重點項目（2023100CB0060）及PI項目（2024102QPID06、2024501QPIC05）的資助。

文章信息

李陽，吳夏青，李寧，等.植物細胞外囊泡-從基礎研究到生物醫藥應用的研究進展 . 科學通報, 2026.

https://doi.org/10.1360/CSB-2026-0183

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