一、外泌體介紹
外泌體是細胞分泌的納米級(30-150 nm)囊泡,廣泛存在于血液、尿液等體液中,被譽為疾病診療和藥物遞送的“下一代明星載體”。它們作為“分子快遞員”,攜帶蛋白質、核酸等生物活性分子進行細胞間通訊,調控生理和病理過程,在疾病診斷、靶向治療和藥物遞送領域展現巨大的潛力和實力。
圖1 外泌體的產生過程
二、外泌體的來源
01 干細胞外泌體
具有抗凋亡、抗炎、促血管生成、抗纖維化及促進組織再生等作用。在皮膚修復、抗衰老、心血管疾病、組織修復、肌肉骨骼及肝腎損傷等領域展現出強大的修復與保護能力,是再生醫學“無細胞”治療的新興工具。
02 植物來源外泌體
植物細胞分泌的納米囊泡,含蛋白質、脂質、核酸等,參與細胞間通訊。多源于可食用植物或草藥,安全性高、副作用小。在藥物遞送、護膚抗衰、食品保健領域具有巨大研究和應用潛力。
03 免疫細胞外泌體
介導先天性與適應性免疫的交流,調控癌癥進展與轉移,對腫瘤細胞具有抑制和促免疫雙重作用。可用于癌癥診斷、免疫治療、疫苗開發及藥物遞送。
04 乳汁來源外泌體
富含多種生物活性物質,具有介導細胞交流、促進細胞增殖、參與免疫調節等功能。
05 腫瘤外泌體
癌細胞分泌量顯著高于正常細胞,參與腫瘤發生、進展、轉移、耐藥,并建立腫瘤微環境聯系。可作為生物標志物改善癌癥治療,其攜帶的腫瘤抗原可用于腫瘤疫苗開發。
06 細菌來源外泌體(EVs)
細菌分泌的納米脂質囊泡,攜帶蛋白質、核酸(含毒性及免疫調節因子),介導種間、種內及與宿主的信息與物質交換。影響多種生物過程,在疫苗和抗癌藥物研發中價值極高。
07 體液外泌體
廣泛存在于血液、尿液、唾液、羊水等體液中,反映來源細胞的生理病理狀態,是極具前景的新型疾病診斷生物標志物。
三、外泌體的應用
01 制藥領域
干細胞外泌體含干細胞生物活性物質,可替代干細胞修復組織損傷。工程化改造外泌體有望開發新藥并革新藥物遞送方法,治療心肌病、癌癥、神經疾病等潛力巨大。
02 疾病診斷
外泌體攜帶特異性蛋白質、DNA、mRNAs、miRNAs等,廣泛存在于體液中,在疾病診斷、治療監測和預后評估中極具潛力。
03 藥物載體
外泌體具有良好耐受性、低免疫原性、低毒副作用及穿越血腦屏障的優勢??裳b載蛋白、核酸、小分子藥物等,有效遞送至靶部位,提高療效,降低給藥頻率。
04 再生醫學
間充質干細胞(MSC)來源的外泌體是研究熱點,具有促進組織再生、調節免疫反應、加速愈合等治療潛力。
05 疫苗開發
外泌體天然攜帶親本細胞的RNA、蛋白質、脂質及表面蛋白/受體,具有靶向優勢。可經修飾增強靶向性,是理想的天然疫苗遞送載體。
06 醫美領域
外泌體(尤其干細胞來源)可激活細胞再生、減緩衰老、促進功能提升,改善膚質。基于其開發的液體敷料、凍干粉、針劑等“輕醫美”產品(操作簡單、風險低、恢復快),成為醫美領域新方向。
07 食品保健
水果、蔬菜、乳源外泌體富含生物活性物質。部分藥用植物外泌體保留母體藥理活性,為其在食品保健和制藥領域應用開辟新途徑。
四、外泌體的純化解決方案
近年來外泌體研究與產業化快速發展,但其下游純化環節仍存在顯著瓶頸,主要存在三大挑戰:
1 工藝開發復雜
外泌體粒徑?。?0~150 nm)、理化性質與雜質(如蛋白質聚集體、脂蛋白)高度相似,導致分離技術路線設計難度大;
2 回收率低
現有超速離心、尺寸排阻色譜、聚合物沉淀等主流方法易造成外泌體損失,回收率普遍低于60%,且活性難以保障;
3 規模化穩定性差
工藝放大會加劇批次間差異,難以滿足臨床級生產的純度、載量及功能一致性要求,顯著制約治療應用(如核酸藥物遞送)的成本控制與商業化落地。
隨著外泌體的臨床轉化路徑逐步清晰,相關研究正從實驗室研究階段加速向產業化階段滲透。在這一進程中,突破傳統實驗室制備模式、構建可放大的標準化生物制造工藝體系成為首要任務,其中外泌體工業級分離純化技術平臺的建立,因其直接影響產物得率、純度及生物活性,已成為決定產業化進程的核心技術壁壘。
圖2 外泌體的一般生產工藝流程
無論是實驗室研發階段,還是中試&生產階段,針對不同的應用場景與目標,銀河集團科技均可提供外泌體整體分離純化解決方案。
1 收獲&澄清
離心或過濾,去除細胞碎片和大顆粒。
深層過濾系統
2 換液濃縮
切向流過濾系統,去除大部分雜質。
實驗室級
自動切向流超濾系統
生產級
自動切向流過濾系統
3 層析純化
層析分離純化,去除剩余小分子雜質。
Bio-Lab
?實驗室層析系統
Bio-Pro
自動層析層析系統
4 換液濃縮
使用切向流過濾將外泌體料液換成最終的制劑溶液,并濃縮到要求的濃度。
外泌體純化策略的優化需系統考量三大核心要素:應用場景導向(基礎研究/臨床診斷/藥物開發)、樣本基質特性(體液類型/細胞培養體系)及目標產物功能需求。針對不同研究階段與產業化需求,銀河集團科技可提供外泌體定制化下游純化解決方案,滿足您從實驗室到工業化生產的需求。