植物类外泌体样纳米颗粒特性、成分与功能研究进展

类外泌体样纳米颗粒(exosome-like nanoparticles,ELNs)是细胞所分泌的纳米级小泡,双层磷脂包围的囊泡状结构,携带独特的生物活性物质(如脂质、蛋白质、miRNAs和次级代谢物等)。植物ELNs因其特殊的结构和良好的生理活性,关于其展开的研究受到了广泛关注。文章综述了植物ELNs的分离方法、特性、组成成分及功能作用,重点阐述了多组学技术在植物ELNs中的应用,并对植物ELNs的深入研究提出了建议。

远志外泌体样纳米颗粒的分离与成分鉴定

目的进行远志外泌体样纳米颗粒制备分析,为远志在神经系统疾病防治方面的特殊作用基础提供研究支持。方法基于超速离心法制备分离远志外泌体样纳米颗粒,经纳米粒度及Zeta电位仪和透射电镜鉴定表征,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白分子量分布,用HPLC-MS分析鉴定外泌体样纳米颗粒的成分。结果分离得到的外泌体样纳米颗粒呈茶托状且膜结构明显,平均粒径为153.6 nm,Zeta电位为-9.2 mV;BCA法测得蛋白浓度为1.22 mg/mL,PRELNs蛋白的分子量在10~170 kDa;HPLC-MS鉴定出PRELNs中31个成分。结论PRELNs含有Tenuifoliose A、Onjisaponin B、polygalasaponinⅩⅩⅩⅡ等成分可能是其活性作用的物质基础。

大蒜衍生的类外泌体样纳米颗粒通过上调肠道TGF-β1改善小鼠溃疡性结肠炎的研究

目的:探讨大蒜衍生的类外泌体样纳米颗粒(GDELN)在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠溃疡性结肠炎模型中对肠道炎症的保护作用及其机制。方法:采用大蒜制备GDELN并对其进行鉴定,小动物活体分析GDELN在体内的分布。分别采用PBS及GDELN对清除和未清除肠道微生物的小鼠预处理10 d,然后采用2%的DSS诱导小鼠结肠炎。记录小鼠生存周期,同时记录14 d内小鼠体质量;比较分析DSS诱导14 d后各组小鼠结肠长度,HE及Alcian blue染色比较结肠炎症严重程度;蛋白Array检测结肠组织中炎症细胞因子的改变,ELISA对结肠组织中IL-8、TNF-α、IL-6及TGF-β1的表达进行验证;Western blot检测结肠组织中TGF-β1下游信号通路Smad2和Smad3的磷酸化水平;收集小鼠肠道代谢产物后,刺激体外培养的小鼠结肠上皮细胞MC-38,Western blot检测细胞中TGF-β1的表达及其下游信号通路Smad2和Smad3磷酸化水平。结果:GDELN直径约为(204.7±42.6)nm,在进入小鼠体内后主要分布于肝脏及消化道内。DSS诱导的结肠炎模型中,GDELN能显著降低小鼠体质量下降的速度,并延长小鼠生存周期。病理结果显示GDELN处理组小鼠结肠缩短程度显著优于未处理组。HE及Alcian blue染色结果显示,GDELN处理组小鼠结肠组织炎症及损伤程度显著优于未处理组。细胞因子蛋白Array及ELISA结果显示,GDELN处理小鼠后,能在抑制结肠组织中IL-8、TNF-α及IL-6表达的同时促进TGF-β1表达;Western blot结果显示,GDELN处理的小鼠结肠组织中Smad2和Smad3磷酸化水平显著高于未处理组;而在清除小鼠肠道微生物后,GDELN无法缓解DSS诱导小鼠体质量下降,生存周期也未得到显著延长;结肠组织HE染色及ELISA实验结果也表明,去除微生物后,GDELN无法缓解DSS诱导的肠道炎症;TGF-β1的表达及Smad2和Smad3的磷酸化水平均未发生显著改变。体外细胞实验结果表明,GDELN处理后的小鼠肠道微生物代谢产物能够显著上调结肠上皮细胞TGF-β1的表达,而去除微生物后,则无法发挥该功能。结论:GDELN通过肠道微生物发挥调控肠道免疫的功能,从而实现上调TGF-β1表达,缓解DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎。

植物源外泌体样纳米颗粒及其应用研究进展

植物源外泌体样纳米颗粒(plant-derived exosome-like nanoparticles,PELNs)是从植物组织中分离得到的一类直径为30~300 nm的膜性小泡,其内含有蛋白质、脂质和核酸等成分,在植物自身物质代谢、免疫防御等方面具有重要作用,并且还能够跨界调控真菌、动物细胞的生理活动,具有极大的应用价值。近年来,PELNs的研究急剧增多,越发凸显了3个方面问题:(1)PELNs的植物材料来源混杂;(2)缺乏统一的PELNs分离与表征技术体系;(3)PELNs的生物跨界调控分子机制亟待阐明。该文聚焦于上述问题,首先概述了PELNs的生物发生和组成成分,并讨论了PELNs的分离技术、表征方法,同时对PELNs在生物医学上的应用以及未来的研究方向进行了分析,以期推动PELNs研究规范的建立,为深入解析PELNs的跨界调控作用机制提供理论参考。