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本期简介 Brief 杭州市第三医院的科研团队在《Journal of Nanobiotechnology 》期刊上发表了一篇题为“Plant-derived exosome-like nanovesicles: a novel therapeutic perspective for skin diseases”的综述文章。文章综述了PENs在皮肤疾病治疗中的研究进展。 图1  文献截图 摘要 植物来源的外泌体样纳米囊泡（PENs）正成为一类独特的生物活性纳米载体，在皮肤病学领域具有变革性潜力。其具有内在生物相容性、跨生物屏障能力，且分子载荷富含脂质、蛋白质、核酸和植物化学物质，可发挥多靶点作用，包括抗炎、抗氧化、调节黑色素生成及促进组织修复。本文综述了PENs生物学领域的最新进展，涵盖其生物发生机制、分子结构，以及前沿的分离、纯化与表征方法。同时，本文重点阐述了PENs在治疗皮肤衰老、脱发、色素异常及伤口愈合障碍等疾病中的转化应用进展，批判性探讨了阻碍其临床应用的关键挑战（如毒理学研究、稳定性、递送效率、规模化生产及法规合规性等）。通过整合作用机制研究与转化策略，PENs有望重新定义皮肤健康领域的治疗与美容范式，实现天然来源、分子精准性与临床应用前景的罕见融合。 图2  图文摘要 一、引言 皮肤作为人体最大的器官，约占总体重的16%。其具有多层屏障结构，由表皮、真皮和皮下组织三层构成。这一复杂的层级结构在维持体内稳态中发挥着关键作用，但也为药物递送带来了巨大挑战。表皮作为皮肤的最外层，是抵御病原微生物、紫外线（UV）辐射及各类环境应激源的主要保护屏障。尽管具有保护功能，表皮却极大地限制了大多数药物的经皮渗透，成为药物有效递送的主要障碍。即便皮肤屏障的结构完整性受损，促使药物穿过角质层依然面临严峻挑战。表皮下方是真皮，厚度为1-4毫米，主要由胶原蛋白纤维和成纤维细胞组成，赋予皮肤结构支撑、弹性、柔韧性和韧性。乳头层真皮富含血管网络、神经末梢、皮脂腺和汗腺；而深层的网状层真皮则包含血管、淋巴管、毛囊和汗腺导管，这些结构均在经皮给药（TDD）中发挥关键作用。尽管真皮含有密集的毛细血管网络，但药物要实现有效的全身吸收，仍需先穿过表皮屏障。皮下组织又称皮下脂肪组织，是皮肤的最内层，主要由位于糖蛋白和糖胺聚糖基质中的脂肪细胞构成，具有保温、机械缓冲、能量储存以及将皮肤附着于下方肌肉或骨骼结构的重要功能。 皮肤病发病率的持续上升已成为重大公共卫生问题。遗传易感性、生活方式、营养状况、紫外线暴露、光敏感性和污染等因素会损害皮肤功能、削弱屏障完整性并消耗必需成分，进而导致皮肤衰老、脱发、色素异常和伤口愈合不良等问题。目前的治疗方法包括外用制剂、激光治疗、药物治疗、手术治疗和细胞疗法，但这些方法均存在药物渗透性差、副作用明显和患者依从性低等局限性，难以实现皮肤的全面修复。因此，深入理解疾病机制并开发更有效的治疗策略至关重要。近年来的研究进展表明，基于外泌体的疗法有望成为恢复皮肤功能、治疗多种皮肤病的有效途径。 近年来，植物来源的外泌体样纳米囊泡（PENs）作为极具潜力的纳米药物递送系统受到广泛关注。其优势包括来源广泛、成分天然、易于从绿色资源中大规模提取、粒径小、组织渗透性强、zeta电位为负、循环时间长、与细胞膜结构相似，且具有高生物相容性和稳定性。此外，PENs在不同pH值和温度条件下均表现出良好的理化稳定性。PENs是一类直径为50-500nm的细胞外囊泡，富含脂质、蛋白质、RNA和其他有效小分子等多种生物活性成分，来源涵盖水果、蔬菜、种子、根茎、叶片、花朵、茶叶和坚果等多种植物组织。研究已从各类植物细胞中成功分离出PENs，且不断发现其具有抗氧化、抗炎、抗衰老、防脱发、美白和促进伤口愈合等重要生物学功能。在治疗应用中，PENs也展现出显著的递送载体潜力：其灵活的脂质双层结构可与角质层脂质相互作用，促进药物在皮肤内的分布，结合自身固有的生物学特性，协同提升治疗效果。 本综述系统总结了PENs在皮肤病治疗中的生物学基础、作用机制和功能作用，重点围绕抗衰老、防脱发、美白和伤口愈合四大核心领域，整合了近年来体外实验、动物研究和临床前研究的最新成果。通过分析PENs在改善皮肤健康和治疗各类皮肤病中的治疗潜力及临床价值，同时概述当前存在的局限性，旨在为皮肤病治疗策略提供新的思路，推动PENs作为创新治疗手段的临床应用。 二、PENs的基本特性 2.1 PENs与动物来源外泌体样纳米囊泡的差异 作为细胞间通讯和生物递送的关键纳米载体，动物外泌体和PENs近年来受到广泛关注。两者均含有蛋白质、脂质和RNA，具有结构相似性和共同的生物学功能。然而，它们在来源、组成、体内行为和潜在应用方面存在显著差异（图3）。动物来源外泌体的粒径较小（30-150nm），富含膜融合相关蛋白以及mRNA、miRNAs、lncRNAs等多种核酸分子，这些特性有助于疏水性药物的有效递送。但这类异源外泌体的使用存在免疫原性和病毒传播风险。相比之下，PENs的生物来源更广泛，粒径更大（通常为50-500nm），包含植物特有生物活性成分和miRNA；其结构中含有的植物甾醇可增强免疫调节和抗炎作用，且稳定的膜脂质组成提升了胃肠道稳定性和靶向特异性，使其特别适合口服给药，不过其在胃肠道外的分布仍有限制。通过靶向配体进行表面修饰，工程化PENs可实现精准递送。全身给药后，两类纳米载体均主要分布于肝、肾、脾和胃肠道组织。值得注意的是，PENs具有更高的生物相容性和可工程化潜力，在抗感染、抗纤维化和抗肿瘤治疗等多种应用中展现出巨大前景。这些独特属性使PENs相比动物来源外泌体具有显著优势，尤其在临床应用场景中，也为PENs用于皮肤病治疗的相关研究提供了理论基础。 图3  PENs与动物来源外泌体的差异 2.2 PENs的生物发生机制 20世纪60年代，研究人员通过电子显微镜首次观察到胡萝卜细胞可分泌囊泡；2009年，首次报道从植物（具体为向日葵种子）中分离出外泌体样囊泡。 与动物来源外泌体样纳米囊泡相比，PENs的研究相对有限，尤其是其生物发生机制尚未完全明确。已有研究提出，这类细胞器的形成可能涉及三条途径：多囊泡体（MVB）途径、胞外阳性细胞器（EXPO）途径和液泡途径。 多囊泡体（MVB）途径：该途径在植物细胞中研究较为充分，被认为是PENs生成的主要机制。其核心是通过质膜内陷引发内吞作用，形成晚期内体（即MVBs）。这一过程先形成早期内体，后者通过与反式高尔基体网络（TGN）相互作用成熟为晚期内体；MVBs中含有直径30-100nm的腔内囊泡（ILVs），可选择性将细胞质中的脂质、蛋白质、核酸和小分子等成分包裹进ILVs。ILVs的形成由内吞体分选转运复合体（ESCRT）机制介导，该机制驱动MVB膜弯曲；当MVB与质膜融合后，会释放出功能完整、粒径均一的外泌体，这些外泌体通过受体结合或膜融合进入靶细胞并递送载荷。 EXPO途径：这是植物特有的分泌机制。EXPO是在拟南芥中发现的双层膜球形结构，与自噬体相似。尽管其结构与自噬体相近，且能与质膜融合并向细胞壁释放单膜囊泡，但这些囊泡是EXPO分泌的外泌体。该途径包括细胞内EXPO形成、与质膜融合及后续PENs释放三个环节。Exo70H1和Exo70B2等标志蛋白是EXPO介导转运的关键，与植物先天免疫相关，可诱导病原体触发免疫（PTI），增强拟南芥对病原体的抗性。因此，EXPO来源的囊泡可促进细胞间通讯和植物防御信号传导。 液泡途径：该途径与植物的抗病防御反应相关，液泡可向细胞外分泌水解酶和抗菌蛋白以抵御病原体。植物液泡是兼具储存、降解和稳态维持功能的多功能细胞器：小液泡（SVs）通过MVBs融合形成，而中央液泡则由SVs成熟融合发育而来。研究表明，液泡形成过程涉及MVBs向SVs的转化，因此液泡转运途径可能参与PENs的生物发生，但具体机制仍需进一步研究。 三、PENs的结构与组成 外泌体可转运多种活性成分，通常由脂质、蛋白质、核酸和特定小分子构成，其中前三者是质量控制的关键指标。外泌体的含量、粒径和膜组成具有高度异质性，且受细胞来源、细胞状态和环境条件的动态影响。PENs的生物发生机制和结构特征如图4所示。 图4   外泌体的生物发生机制与组成涉及三条不同途径 3.1 脂质 脂质在PENs的双层膜结构中发挥关键作用，影响其功能和细胞摄取能力。PENs富含多种脂质，包括磷脂酸（PA）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）、二酰基甘油（DAG）、三酰基甘油（TAG）、二半乳糖基二酰基甘油（DGDG）和单半乳糖基二酰基甘油（MGDG）。其中PA的含量最高，主要促进细胞增殖、信号转导和PENs自身的摄取；而PE在调节膜曲率方面发挥重要作用。不同水果来源的植物外泌体，其脂质种类和浓度存在差异。值得注意的是，迄今为止所有已检测的PENs均不含胆固醇。我们推测，PENs的脂质组成会影响其在皮肤内的吸收和分布。研究表明，生姜来源的外泌体样纳米囊泡（GELNs）会被肠道菌群中的乳杆菌属优先摄取，这种特异性摄取机制与外泌体中脂质成分的结构特征密切相关。 3.2 蛋白质 PENs的蛋白质含量通常较低，其蛋白质组主要由胞质蛋白和跨膜蛋白组成。与动物外泌体相比，PENs中的蛋白质种类更少、含量更低。已有研究通过绘制蛋白质组图谱阐明了这些蛋白质的摄取机制：大蒜外泌体的表面蛋白可通过与人类肝癌细胞（HepG2）表面的CD98糖蛋白结合，促进自身被细胞内化；阻断HepG2细胞上的CD98受体后，大蒜外泌体的摄取量下降了47.01%，这证实了其表面类凝集素蛋白在细胞摄取中的关键作用。对苦瓜来源外泌体的蛋白质组学分析发现其具有显著的抗氧化特性，提示其在改善氧化应激相关皮肤疾病方面可能具有治疗潜力。目前，CD63、CD81和CD9等跨膜蛋白已被确定为哺乳动物细胞的蛋白质标志物，但PENs的蛋白质组成和功能虽已部分明确，其特异性标志物仍未充分界定，这给PENs的来源鉴定、纯度评估和生物医学功能评价带来了困难。 3.3 核酸 外泌体中包裹的核酸在细胞间通讯和信号转导中发挥重要作用，其中miRNAs是外泌体疗法的关键介导因子。这些miRNAs可在植物和动物体内转录后调控蛋白质表达，且能跨物种调节人类mRNA表达，参与炎症、免疫调节和肿瘤相关通路。此外，PENs可被肠道菌群摄取，其携带的RNA会调控菌群组成和宿主免疫力，并通过肠-皮轴维持皮肤稳态。GELNs中富含的miRNAs可通过跨物种机制靶向人类消化器官，发挥抗炎和生理调节作用——这些miRNAs能降低NF-κB、IL-6、IL-8和TNFα等促炎细胞因子的表达，从而减轻脂多糖（LPS）诱导的炎症，参与调控炎症和癌症相关通路，而这些机制与皮肤屏障调节高度相关。近期研究首次发现，GELNs中的osa-miR164d可通过靶向相关分子显著减轻结肠炎症，其机制包括抑制NF-κB信号通路和改变巨噬细胞极化；研究人员还开发了仿生外泌体用于该miRNA的靶向递送，实现了高效的免疫调节，为PENs介导的miRNA递送提供了新策略，也为包括皮肤病在内的炎症性疾病治疗开辟了潜在途径。此外，PENs可通过抑制关键病毒蛋白（Nsp12和S蛋白）的表达，有效减轻炎症和细胞损伤，这为新冠肺炎（COVID-19）的治疗提供了有价值的参考，同时也可能为COVID-19相关皮肤病等病毒相关性皮肤疾病提供新的治疗策略。 3.4 活性小分子物质 PENs含有多种源自植物的同源小分子活性成分，这些成分在各类生物学功能中发挥关键作用，通常采用液相色谱-质谱联用技术进行分析。柠檬外泌体中的主要活性成分包括橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷、黄酮类化合物、柠檬苦素和柠檬酸，这些成分具有抗氧化、脱色和抗炎特性；其中橙皮苷已被证实可通过抑制酪氨酸酶表达减少黑色素合成，提示其在治疗色素沉着过度性皮肤病方面的潜力。山药来源的外泌体虽不含传统皂苷成分，但可激活BMP-2/p38/Runx2信号通路，从而促进成骨细胞分化——该通路在皮肤伤口愈合和毛囊干细胞调控中也发挥关键作用：研究表明，BMP-2可通过上调PTEN表达诱导毛囊干细胞自噬和分化，进而促进表皮重建和毛发再生，且损伤早期该通路的周期性激活是调控皮肤再生和毛囊活化的关键机制。近期研究指出，活性小分子并非主动纳入PENs，而是通过被动疏水相互作用富集于囊泡膜中；亲脂性越强的分子，与膜的结合亲和力越高、稳定性越强，而亲水性化合物的保留能力较弱。作为天然纳米载体，PENs能提高这些生物活性分子的水溶性和跨膜通透性，为其在皮肤病治疗中的应用奠定了坚实基础。 四、PENs的分离与鉴定 PENs的研究以其高效分离和精准鉴定为基础。由于植物来源基质的复杂性，从不同植物组织中获取的外泌体在来源、结构组成和功能特性方面存在显著异质性。因此，必须精心设计提取方案，以同时保证外泌体的纯度和生物学完整性。采用先进的分离纯化技术，不仅能为后续功能分析提供方法学上的精准性，还能为其在皮肤病治疗中的潜在应用奠定坚实的物质基础。目前，PENs的主要分离纯化技术包括超速离心法、密度梯度离心法、聚合物沉淀法、尺寸排阻色谱法（SEC）和微流控技术。本文对PENs的不同提取方法进行了总结与比较（见图5；表1），旨在为提取方案的标准化及后续应用提供参考。 图5   PENs的提取、分离与纯化方法 4.1 分离方法 4.1.1 超速离心法 超速离心法操作简便、污染风险低且无需使用试剂，便于获得高产量的外泌体样纳米颗粒，因此被广泛应用并被誉为外泌体制备的“金标准”。该方法利用样品中各组分在不同离心力作用下沉降速率的差异来分离外泌体。首先，使用高速研磨机将新鲜植物组织匀浆，随后通过过滤去除杂质。通过低速离心除去粗颗粒碎片，收集上清液后进行多轮离心，最终以100,000–120,000×g的转速高速离心90分钟。收集沉淀的纳米颗粒并重新悬浮于磷酸盐缓冲液（PBS）中。 研究人员通过超速离心法从黄精中提取外泌体，并采用蛋白质组学、代谢组学与网络药理学相结合的综合方法，探究其抗乳腺癌的作用机制；通过超速离心法从冬凌草中提取的外泌体被纳入复合水凝胶，用于评估其促进放化疗诱导的口腔黏膜炎愈合的治疗效果；经超速离心法获得的苦瓜来源外泌体，展现出对多柔比星诱导的心脏毒性的保护作用；通过一系列连续离心、0.45μm过滤及超速离心步骤，从越光米糠悬液中分离的外泌体，可显著抑制结肠腺癌细胞增殖并诱导其凋亡。 然而，反复过度离心不仅会破坏PENs的完整性并降低其生物效能，且由于对实验室条件要求苛刻、需专业操作技术且相关成本较高，也限制了其更广泛的应用。 4.1.2 蔗糖密度梯度离心法 超速离心的长时间高速操作可能导致蛋白质和核酸聚集沉淀。因此，蔗糖密度梯度离心法常被用作辅助技术，以提高PENs的纯化效果。该技术利用外泌体在密度为1.13-1.19g/mL的蔗糖溶液中沉降的特性实现分离。首先通过高速研磨机匀浆植物组织，过滤去除碎片后，以100,000-120,000×g的转速进行高速冷冻离心90分钟，使纳米颗粒有效浓缩于试管底部。随后通过逐步加入8%、30%、45%和60%的蔗糖溶液进行梯度分离，以提取该特征密度范围内的外泌体样纳米颗粒——这类颗粒通常存在于30%-45%浓度的蔗糖溶液中间层。 近期研究表明，将超速离心与30%蔗糖密度梯度离心（密度范围1.15-1.19g/mL）相结合，可高效分离柠檬来源的外泌体；这类外泌体通过肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体信号通路抑制肿瘤细胞增殖并诱导其凋亡，展现出体外抗肿瘤活性。整个流程需在4℃下进行，虽分离效果良好，但操作繁琐且耗时，可能导致PENs降解和颗粒聚集，最终产物纯度高但产量相对较低，更适用于小规模生产和功能研究。采用改良离心技术结合多层蔗糖密度梯度缓冲液，已成功分离出人参来源的外泌体样纳米囊泡，在保持囊泡结构完整性的同时最大限度减少了蛋白质污染；通过聚PEG-8000快速高效沉淀后，再经蔗糖密度梯度离心获得的生姜来源外泌体样纳米囊泡（GELNs），适用于后续载药和功能研究。 4.1.3 聚合物沉淀法 聚合物沉淀法以PEG为共沉淀剂，通过吸附外泌体周围的水分子构建疏水环境，从而促进外泌体的分离纯化。该过程会降低外泌体的溶解度，使其聚集并沉淀，经高速离心后即可高效制备外泌体。该方法操作简便、快速且适合大规模生产，但由于PEG会降低溶液中大多数颗粒的溶解度，可能导致蛋白质等杂质共沉淀，进而影响外泌体的纯度和回收率。 为缓解蛋白质共沉淀问题，可采用PEG-葡聚糖双相分离系统：利用样品中各组分在PEG和葡聚糖溶液中分配系数的差异，在离心力作用下使外泌体与蛋白质选择性分配到各自溶液中，显著降低外泌体中蛋白质等杂质的含量，提高纯度。通过优化PEG-6000沉淀法，结合差速离心，在提取方案中加入30mg/L果胶酶、15%PEG-6000和0.2mol/L NaCl，成功从番木瓜果实中分离出PENs，所得颗粒形态完整、粒径分布均一，为后续功能研究提供了可靠的物质基础。通过PEG沉淀法结合分步过滤和低温离心从豆薯中提取的PENs，具有优异的生物相容性，可促进成纤维细胞迁移、胶原蛋白合成并抑制黑色素生成，在皮肤修复和美白应用中具有潜力。此外，通过PEG-6000沉淀法从酸浆果实中分离的PENs，能刺激成纤维细胞增殖和迁移、上调I型胶原蛋白表达并降低基质金属蛋白酶1（MMP-1）水平，在皮肤修复和重塑方面展现出显著潜力。 4.1.4 尺寸排阻色谱法 尺寸排阻色谱法（SEC）是一种基于颗粒流体力学体积的分离技术。该方法采用含有不同孔径的固定相凝胶分离植物样品：样品根据粒径大小扩散，小分子物质可进入凝胶孔隙，因此洗脱速度较慢，最终后流出色谱柱。通过该技术获得的PENs纯度更高，蛋白质和其他非纳米分子杂质含量更低，且其结构完整性、相关物理性质和生物活性能得到更好保留。研究表明，将超速离心与SEC结合可显著提高外泌体的产量、纯度和完整性。 近期通过差速离心、超滤浓缩和尺寸排阻色谱技术，成功从油橄榄叶中分离出高纯度外泌体样纳米囊泡；将SEC与市售分离试剂盒结合，首次成功从咖啡中提取出可食用的外泌体样颗粒，并通过紫外光谱和RNA测序对其进行了表征。但该方法存在产量低、需专用设备且操作难度较大等问题。qEV、SuperEV5.0等市售色谱柱的出现，实现了15分钟内快速高效分离外泌体，兼具高纯度、生物活性保留和可重复使用等优势，特别适用于成分鉴定和生物活性评估等下游分析。通过连续差速离心、超滤结合非专利SuperEV5.0色谱柱，已从芝麻叶中成功分离出保留生物活性的高纯度外泌体；类似地，qEV色谱法与超速离心结合也有效分离出了贯叶连翘来源的外泌体。 4.1.5 微流控技术 微流控技术是在传统方法基础上发展而来的微型化平台，利用声学电泳、介电电泳和流体动力黏度等多种机制，在连续工作流程中实现外泌体的分离、回收和检测。该技术借助外泌体独特的物理和生化特性，实现纳米级别的高效分离，具有微型化、自动化和集成化等优势，可为细胞外囊泡的捕获和分析提供高通量、高清晰度和高稳定性的平台，涵盖从样品采集到结果解读的全过程。 一种创新型微流控芯片已被开发，通过集成过滤室和滤膜实现植物外泌体的高效分级提取，无需重复离心步骤，显著缩短了处理时间并提高了提取效率。但现有微流控分离技术在实际应用中面临样品处理量和通量有限等挑战，针对PENs的微流控研究仍处于早期阶段，需进一步优化设备兼容性和操作稳定性。因此，未来研究应聚焦于提高微流控系统的处理效率、通用性和标准化程度，以增强其在植物外泌体高通量分析和临床应用中的转化潜力。 4.1.6 先进方法 近年来，除传统技术外，多种新型提取策略被开发以提高植物外泌体的提取效率和特异性。通过高压处理结合超速离心和双水相萃取技术，已成功从人参、绿茶、积雪草和马齿苋中分离出外泌体；对人角质形成细胞的转录组分析表明，这些外泌体显著调控与皮肤衰老、再生、屏障功能和水合作用相关的基因表达。 近期开发的电泳-透析（ELD）技术采用300kDa透析膜，无需复杂设备即可从柠檬汁中快速分离外泌体，所得柑橘来源外泌体结构完整，粒径分布与超速离心法相近，且处理时间显著缩短，效率相当。一项近期研究将纤维素酶和果胶酶介导的酶解技术应用于长春花不同组织的外泌体提取，结果表明囊泡活性具有组织特异性；该温和酶解技术不仅能维持细胞完整性，还能提高提取外泌体的纯度，且与植物细胞培养技术结合为规模化生产策略提供了可能。 4.2 PENs标准化与产量优化的挑战 尽管PENs的来源广泛，但在大规模提取过程中，实现产量与纯度的最优平衡仍面临重大挑战。当前的分离方法在纯度和不同批次间的一致性方面均存在问题。值得注意的是，即使采用相同技术，结果也可能存在显著差异；例如，通过超速离心和密度梯度离心法提取的人参外泌体，其蛋白质浓度波动范围可达168-500mg/kg。这种变异性源于植物种类、收获季节、新鲜度等因素，且不同研究采用的产量量化标准不统一，进一步加剧了这一问题。建立通用的量化标准对于跨方法评估至关重要。成分分析显示PENs的生物活性成分具有物种特异性：葡萄柚和生姜来源的PENs富含柚皮苷、柚皮素和姜黄素，而橙汁来源的PENs则不含维生素C和柚皮素。提取条件（尤其是pH值调节）对产量和生物活性影响深远，例如将姜汁的pH值从5调至4，可使PENs产量提升40%，同时增加miRNAs和生物活性成分的含量，这也凸显了外泌体组成对提取方案和植物固有特性的依赖性。此外，不同物种PENs在形态、尺寸和纯度上的差异，加之缺乏标准化方案，为其临床转化带来了巨大挑战。 4.3 鉴定技术 PENs的物理表征主要包括粒径、zeta电位、形态结构和囊泡成分。以下简要概述这些特性，并系统总结其主要鉴定方法（见表2）。 4.3.1 粒径与zeta电位 外泌体鉴定要求分离得到的颗粒需处于特征粒径范围内。动态光散射（DLS）和纳米颗粒跟踪分析（NTA）是常用技术：DLS通过测量散射光强度评估单分散样品，而NTA通过追踪单个颗粒的轨迹分析多分散样品，以确定其浓度和粒径分布。此外，NTA可测定zeta电位，用于评估外泌体的聚集倾向和稳定性。PENs具有显著的异质性，平均直径为50-500nm，zeta电位从近中性到约-50mV不等。新型干涉电液动力学镊子（IET）平台可在3秒内捕获单个颗粒，整合干涉成像与拉曼光谱技术，实现对纳米颗粒粒径、形态和分子组成的无标记高通量分析。与传统方法相比，IET在解析囊泡异质性和纯度评估方面具有更高的通量和适应性，为未来PENs表征展现出巨大潜力。 4.3.2 形态结构 PENs的超微结构通常采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）或冷冻电子显微镜（cryo-EM）进行观察。已观察到的PENs形态主要为球形、椭圆形或杯形。TEM可清晰呈现外泌体的双层膜结构，其中特征性的杯形是检测的金标准；SEM主要用于研究囊泡的表面形态、粒径分布、均一性和结构细节。使用TEM/SEM时，样品制备（固定、脱水、染色）过程中，脱水诱导的形变常导致囊泡呈现杯形；而cryo-EM在低温下分析样品，虽制备过程复杂，但能更好地保留球形形态并实现三维成像。AFM可提供高分辨率的三维膜结构可视化图像，并能量化囊泡的黏附性、弹性和可变形性。在对芦荟来源外泌体样纳米颗粒（ADNPs）的表征中，TEM/SEM/AFM显示，凝胶来源ADNPs（gADNPs）和皮来源ADNPs（rADNPs）均具有典型的椭圆形/杯形磷脂双层结构，表面光滑、分散性良好且无大团聚体，这些纳米囊泡展现出显著的抗衰老效果，为其抗衰老应用提供了关键证据。但由于AFM测试流程复杂且对样品要求苛刻，应用时需格外注意。 4.3.3 囊泡成分表征 PENs的成分随植物来源不同而存在差异，因此成分分析对于质量控制至关重要。要全面表征PENs，需深入检测其生化特性，包括内部蛋白质、核酸和特定化合物。 蛋白质分析：PENs的蛋白质分析通常采用SDS-PAGE、WB和BCA比色法。SDS-PAGE证实芦荟来源外泌体样纳米颗粒（gADNPs/rADNPs）中存在15-180kDa的主要蛋白质，且gADNPs的蛋白质含量约为rADNPs的3倍。WB可检测以下膜标志蛋白：动物外泌体的常见标志物（如CD63和Tsg101）以及植物的潜在标志物（如HSP70、GAPDH和腺苷结合蛋白），但PENs研究因缺乏标准化标准而受限；该方法还证实了胡芦巴种子、薄荷和红酸模来源的纳米囊泡中存在天然纳米笼铁蛋白（约25kDa）。BCA法用于定量蛋白质浓度；高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）可鉴定人参根来源外泌体样纳米颗粒中具有抗紫外线辐射和氧化应激作用的皮肤保护化合物。拉曼光谱可解析外泌体生物分子的结构特性，而局部表面等离子体共振（LSPR）可提高外泌体定量和表面蛋白质谱分析的效率。液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）通过数据库比对，阐明PENs的蛋白质组成及其在疾病治疗中的治疗潜力。 核酸分析：微阵列分析、数字PCR和下一代测序技术已用于PENs的RNA谱分析。小RNA测序对于阐明其生物学活性和治疗机制至关重要，目前已鉴定出关键miRNA，并明确了其在基因调控和疾病治疗中的作用。例如，薰衣草外泌体样纳米颗粒中的cpa-miR166e和zma-miR166h-3p可调节皮肤光老化过程中的炎症反应和胶原蛋白代谢；miRNA模拟物转染实验证实，它们通过DNA修复、氧化应激反应和胶原蛋白合成通路发挥抗衰老作用，为PENs在皮肤病学中的应用开发提供了基础。结合miRNA模拟物/抑制剂的RNA深度测序发现，miR159是NLRP3炎症小体激活的关键抑制因子，也是青梅来源细胞外囊泡样颗粒（PM-EVLPs）抗结肠炎作用的介导因子；蛋白质组学分析已阐明其蛋白质组成，揭示了相关的生物学功能和细胞过程。 脂质分析：作为生物膜囊泡，脂质是PENs的主要成分，在促进纳米囊泡形成、增强膜融合、赋予靶向特性和维持结构完整性方面发挥关键作用，为PENs在药物递送和疾病治疗中的应用提供了理论基础。脂质组学分析可明确PENs的脂质组成，阐明其生物学活性、膜稳定性以及在细胞信号传导和免疫调节中的作用；此外，薄层色谱（TLC）分析可证实PENs中存在多种脂质。利用脂溶性染料（如DiR和Dil）进行荧光测定可实现脂质定量，这类染料仅在嵌入PENs脂质双层时才会发出荧光。 代谢物分析：非靶向代谢组学可全面分析PENs的代谢物组成及其在细胞代谢中的作用，这些代谢物反映了PENs的生物学活性，并阐明了其在调控细胞信号传导、抗氧化和抗炎等方面的潜在功能。该方法已鉴定出枸杞来源外泌体样纳米颗粒（GqDNVs）中的代谢物，KEGG通路分析证实这些代谢物参与多种代谢通路。此外，桔梗来源外泌体样纳米颗粒（PGLNs）通过调节糖酵解和脂质代谢通路，减轻炎症反应并调控巨噬细胞极化，揭示了其对急性肺损伤（ALI）等炎症性肺损伤的保护机制。傅里叶变换红外（FTIR）光谱分析外泌体的振动频率，可实现分子成分的无标记快速表征，用于疾病早期诊断、个性化治疗和生物标志物鉴定；结合主成分分析（PCA）/线性判别分析（LDA）数据处理方法，FTIR可自动分类不同来源的外泌体，并揭示成分差异的潜在机制。 五、PENs的给药途径 药物递送系统开发的一个重大挑战是在实现生物相容性的同时最大限度降低免疫原性，这一挑战源于生物材料与合成材料在体内引发的免疫反应存在差异。作为天然转运体，PENs可通过生理过程有效递送多种生物活性化合物，包括化疗药物、蛋白质和核酸类药物，促进物质从供体细胞或组织向受体细胞或组织转移。当用作治疗药物的递送系统时，PENs通常具有内在治疗特性，可增强整体疗效。与人工脂质体、脂质纳米颗粒和天然囊泡类似，PENs以脂质为基础，具有优异的肿瘤靶向能力，能更有效地穿透血脑屏障，并最大限度减少炎症反应。目前，基于脂质载体的常用药物递送方法包括共孵育、电穿孔、超声处理、冻融循环、渗透压冲击和皂苷处理。现有研究表明，PENs作为药物载体主要有两种形式：一种直接用于载药和给药，另一种通过重组PENs中的脂质构建具有特定功能的新型纳米载体。此外，PENs中含有的蛋白质、miRNA和次生代谢物可与其他药物结合用于药物研发。PENs的给药途径多样，包括口服、经皮、鼻内、腹腔内、肌内和静脉注射（表3）。 5.1 PENs的口服给药 源自可食用或药用植物的PENs被认为相对安全。口服后，PENs主要分布于胃肠道内，不会引发毒性或导致生理、生化异常。人工脂质载体“本草小体”由中药外泌体中的脂质鞘氨醇与sRNA共组装形成，通过口服递送sRNA有效缓解疾病症状，该方法解决了静脉注射sRNA递送效率低的问题，为核酸治疗提供了创新途径。例如，生姜来源外泌体样纳米囊泡（GELNs）可被肠道巨噬细胞选择性吸收，显著改善右旋糖酐硫酸钠（DSS）诱导的大鼠结肠炎，调节肠道免疫并维持巨噬细胞稳态；GELNs在广泛的pH范围内具有稳定性和生物降解性，支持其作为新型口服药物递送系统的应用。此外，通过静电相互作用实现的紫杉醇鼻内给药在小鼠模型中取得成功，且毒性低于合成脂质纳米颗粒。 5.2 PENs的经皮给药 经皮药物递送是皮肤病治疗的一种有前景的策略，可直接靶向病变区域，减少口服药物的全身副作用并提高患者依从性。在纳米载体中，PENs在经皮系统中优于传统递送方法，其封装的治疗药物理化稳定性更高、皮肤渗透性更强、生物分布更优化、可实现位点特异性聚集和药物控释。关键的是，PENs利用毛囊-皮脂腺导管及相关附属器（皮脂腺/汗腺）促进药物递送，增强对脱发、寻常痤疮等毛囊疾病的局部疗效。经皮渗透效率对治疗效果至关重要：研究表明，西兰花外泌体经皮给药时，能更有效地穿透猪皮肤的角质层和真皮；此外，利用黄瓜外泌体经皮递送脂溶性药物，其真皮渗透效率显著提高，达到空白对照组的两倍，这一发现为PENs作为脂溶性药物经皮递送系统的应用提供了理论支持。 5.3 PENs的注射给药 静脉注射可绕开肝脏首过代谢，实现治疗药物向靶组织的高效递送。cRGD修饰的桑叶外泌体静脉注射后优先聚集于血栓部位，改善血栓微环境并增强血管修复；在10mg/kg剂量下，这些外泌体主要定位于代谢器官（肝、肾、脾），且无明显组织损伤，展现出良好的生物相容性和安全性。但PENs静脉给药研究仍处于起步阶段，面临颗粒尺寸精准控制、去除杂质以提高生物相容性等挑战。值得注意的是，在临床前乳腺癌模型中，茶叶外泌体静脉注射比口服给药引发的肝肾毒性和免疫过度激活更为显著。为解决这一问题，葡萄柚来源的脂质已被重组为纳米颗粒，用于静脉共递送化学药物或miRNA。生物分布情况很大程度上取决于给药途径：腹腔注射的PENs主要聚集于肝、肺、肾和脾，而肌内注射的PENs则局部滞留于肌肉组织中。因此，必须严格优化制备/纯化方案，严格控制颗粒尺寸和杂质，这对于PENs静脉给药的临床转化至关重要。 六、PENs在皮肤病中的作用 PENs富含生物活性成分，具有优异的组织亲和力和跨皮肤屏障能力，其在皮肤病中的多种作用机制已引起广泛关注。研究表明，与传统植物提取物相比，PENs在调控与皮肤衰老、再生、屏障完整性和水合作用相关的关键基因（尤其是基质金属蛋白酶12（MMP12）、神经源性Notch同源蛋白3（NOTCH3）和成纤维细胞生长因子12（FGF12））方面，生物活性更强。此外，PENs的作用效果与其植物来源密切相关，这也凸显了其在功能性化妆品配方中的潜在应用价值。皮肤衰老、脱发、色素沉着过度和伤口愈合不良等多种病理状态，常与氧化应激和慢性炎症相关。PENs的保护作用具有多面性：它们可清除活性氧（ROS）、抑制炎症通路、调节细胞因子活性并促进组织修复。以下将深入探讨PENs在皮肤健康干预中的最新进展，重点关注抗衰老、防脱发、美白和伤口愈合四大领域（图6）。 图6  PENs在皮肤治疗中的潜在生物学功能示意图 6.1 抗衰老 皮肤衰老受内源性和外源性因素共同影响。内源性因素主要指自然衰老过程，难以通过人为干预改变，且在很大程度上不受外部干预的调控；而外源性衰老则由多种环境因素引起，包括电离辐射、饮酒、营养缺乏、环境污染物，其中最主要的是紫外线（尤其是中波紫外线UVB）暴露。紫外线可刺激真皮中MMPs的表达，导致胶原蛋白降解，还可通过诱导ROS产生介导炎症反应，进而加速皮肤衰老。 植物资源经过数千年的自然选择，具有增强皮肤保湿、修复屏障、抗氧化、光保护、抗炎和美白等多种功能，这些多样化的抗衰老机制使其能够融入综合性抗衰老化妆品配方中。然而，皮肤衰老会因两个相互关联的病理因素而显著加速：（1）炎症级联反应——促炎介质会破坏细胞完整性、扰乱胶原蛋白和弹性蛋白稳态、损害表皮屏障功能；（2）ROS积累引发的氧化应激——直接导致皮肤结构老化。因此，减轻炎症反应和增强抗氧化能力是预防和延缓皮肤衰老的关键策略。 研究表明，柠檬来源的外泌体通过激活芳香烃受体（AhR）/核因子E2相关因子2（Nrf2）信号通路，抑制氧化应激并减少细胞内ROS产生，这一机制可能涉及抗坏血酸介导的抗氧化调控；此外，这些外泌体还可通过调控ERK1/2和核因子-κB（NF-κB）通路发挥抗炎作用，降低γ干扰素（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促炎细胞因子水平，同时升高白细胞介素-10（IL-10）、白细胞介素-9（IL-9）等抗炎细胞因子水平。蓝莓来源的外泌体可保护内皮细胞免受TNF-α诱导的ROS损伤，并通过调控炎症和氧化应激相关基因表达促进细胞存活；草莓来源的外泌体富含花青素、叶酸和维生素C，具有显著的抗氧化活性；墨角藻来源的外泌体及其多酚成分联合使用时，可显著抑制炎症信号通路和MMPs表达，减轻氧化应激并增加胶原蛋白沉积，从而改善皮肤弹性，展现出显著的抗衰老特性；富含萝卜硫素的羽衣甘蓝来源外泌体中富集的miRNA，可通过抑制Smad7表达促进胶原蛋白合成。这些特性使PENs在应对外源性衰老方面具有独特优势。 图7  PENs在抗衰老和防脱发中的应用 当前的抗光老化策略主要集中于早期防晒和受损皮肤修复，但缺乏全面的治疗方案。因此，筛选能够减轻紫外线损伤的活性分子，对于开发药物和护肤品至关重要。研究表明，由油橄榄叶外泌体（OLELNVs）、交联透明质酸（HA）和单宁酸（TA）组成的OLELNVs@HA/TA水凝胶系统，可有效减轻紫外线引起的皮肤损伤，促进皮肤再生修复（图7A）；真菌外泌体样纳米囊泡（FELNVs）也可用于预防光老化，例如药用真菌桑黄具有抗衰老特性，其提取物已应用于多种护肤品和化妆品中，桑黄来源FELNVs中的miR-CM1通过跨域调控抑制HaCaT细胞中Mical2表达、促进COL1A2表达，同时降低MMP1表达及ROS、MDA、SA-β-Gal水平，提高紫外线诱导的SOD活性，从而减轻紫外线诱导的皮肤衰老；人参根外泌体可增强人真皮成纤维细胞和黑素细胞在紫外线照射下的衰老表型，通过抑制激活蛋白-1信号通路、减少ROS生成，保护细胞免受紫外线和氧化应激损伤；富含萝卜硫素的羽衣甘蓝来源外泌体通过调控细胞外基质相关基因，增加胶原蛋白合成和抗氧化酶表达，显著改善皮肤健康，展现出潜在的抗衰老效果；德国鸢尾来源的外泌体具有抗氧化和抗衰老特性，可保护人表皮角质形成细胞免受氧化应激诱导的细胞功能障碍；泌阳花菇来源的外泌体富含RNA、蛋白质、脂质、多酚和黄酮类化合物，具有强大的抗氧化和辐射防护特性，有望用于预防红外线辐射损伤；近期研究表明，芦荟来源的外泌体可通过激活Nrf2/ARE信号通路，减轻紫外线引起的氧化应激和DNA损伤，展现出显著的抗衰老效果和优异的生物相容性；何首乌来源的外泌体通过抗氧化、抑制MMPs和促进胶原蛋白合成，能够延缓光老化，是天然抗衰老应用的潜在选择（图7B）。这些研究表明，PENs作为药妆品活性成分具有巨大潜力，为其开发提供了新的思路，且有望有效弥补现有抗衰老疗法在安全性、成本效益和生物通路靶向能力方面的显著不足。 6.2 防脱发 脱发是现代社会常见的临床问题，对个人的心理和情绪健康影响显著。脱发的主要类型包括雄激素性脱发、斑秃和休止期脱发，其中雄激素性脱发最为常见。目前的治疗方法主要包括米诺地尔、非那雄胺等药物治疗，以及毛发移植等手术治疗，但这些方法均存在一定局限性，因此迫切需要新的脱发治疗方案。临床试验已初步证实外泌体疗法的有效性：20名脱发患者接受治疗后，毛发密度和厚度均有所增加，且无不良反应报告；一项回顾性研究显示，局部脂肪细胞来源的外泌体与微针治疗联合使用，可显著改善脱发患者的毛发状况。 PENs在脱发治疗中具有多功能疗效，能够有效穿透皮肤屏障，调控毛囊细胞的代谢和分化，还可改善头皮微生物群、减轻炎症、增强毛囊活力。研究表明，番木瓜来源的外泌体可显著降低脂多糖（LPS）诱导的RAW264.7巨噬细胞中NO的生成，下调IL-1β、IL-6等促炎细胞因子，同时上调抗炎细胞因子IL-10；从7种常见食用蘑菇中提取的外泌体样纳米颗粒（ELNs）均由RNA、蛋白质和脂质组成，其中仅香菇来源的ELNs（S-ELNs）可显著抑制NLRP3炎症小体激活，降低IL-6和IL-1β的蛋白质及mRNA水平，展现出显著的抗炎效果。此外，氧化应激已被证实是导致毛囊功能障碍的关键因素：一名Norwood5级雄激素性脱发患者在接受口服度他雄胺、外用米诺地尔治疗效果不佳，且脂肪来源干细胞外泌体治疗无效后，经过5次PENs治疗，脱发症状得到显著改善。 PENs可穿透皮肤屏障，直接作用于毛囊细胞以调控其代谢和分化，还能改善头皮微生物群、抑制有害细菌生长、促进毛发生长，具有巨大的治疗潜力。印度醉茄种子来源的外泌体可促进人真皮毛囊细胞、内皮细胞和成纤维细胞增殖；一名雄激素性脱发患者接受玫瑰干细胞来源的植物外泌体治疗3次后，毛发密度和厚度均有所改善，脱发减少，且与激光治疗联合使用时，不仅脱发症状得到改善，白发问题也有所缓解；近期一项随机对照试验表明，由墨角藻和侧柏提取物制成的PENs制剂，可显著促进男性型脱发患者的毛发再生，且无明显不良反应，展现出良好的疗效和安全性（图7D）；发芽大麻籽提取物（GHSE，2000μg/mL）及其愈伤组织来源的外泌体（E40，40μg/mL）均对雄激素性脱发（AGA）具有保护作用，两者均可有效减轻二氢睾酮（DHT）诱导的毛囊损伤，且E40的疗效更优，具有显著的临床应用潜力；德国鸢尾根茎来源的外泌体可增强真皮乳头细胞功能，促进毛囊再生，凸显了其在脱发治疗中的潜力（图7C）。这些发现表明，PENs为脱发治疗提供了一个极具前景的新方向。 6.3 美白 黑色素是由黑素细胞合成的深棕色色素，其异常堆积会引发雀斑、黄褐斑、白癜风甚至皮肤癌等多种皮肤疾病。尽管氢醌、维A酸等化学合成的黑色素抑制剂广泛应用于美白产品，但由于渗透性差、毒性较高，常引发接触性皮炎等副作用。因此，天然植物来源的美白产品受到越来越多的关注。此外，外泌体的酪氨酸酶抑制活性也已引起研究重视。近年来，PENs在抑制黑色素生成方面展现出显著潜力。苍术属植物具有抗炎和抗肿瘤作用，其中多年生草本植物苍术来源的外泌体样纳米颗粒（A-ELNs），可在α-黑素细胞刺激激素（α-MSH）诱导下，下调B16-F10细胞中小眼畸形相关转录因子（Mitf）的表达并降低酪蛋白水平，通过抑制酪氨酸酶活性有效阻断黑色素合成，有望成为新型药用和化妆品美白剂。 图8  PENs在皮肤美白和伤口修复中的应用 中华猕猴桃枝叶来源的外泌体，能以浓度依赖方式降低B16小鼠黑色素瘤细胞系的黑色素含量和酪氨酸酶（TYR）活性，且叶片来源的外泌体效果更显著。葡萄柚来源的外泌体对人体皮肤细胞无毒性，可显著抑制B16-F10细胞和幼年斑马鱼的黑色素生成。此外，PENs作为化妆品肽的载体，能有效促进肽类成分向真皮层吸收渗透，增强美容效果，NanoGlow技术已成功利用这一特性改善皮肤健康与光泽度（图8B）。脆江蓠和羊栖菜来源的外泌体，可在无细胞毒性的前提下显著抑制黑色素生成；含脆江蓠外泌体的经临床验证面霜已展现出皮肤提亮功效，为脱色治疗提供了新方向（图8A）。豆薯来源的外泌体样纳米囊泡既能抑制黑色素合成，又能促进细胞迁移和胶原蛋白生成。临床研究显示，黄芩提取物诱导的外泌体可改善细颗粒物引起的皮脂代谢紊乱和皮肤炎症，同时提升皮肤水合度与屏障功能，凸显了其在美容皮肤病学领域的转化潜力。凭借天然来源、良好安全性和高有效性，PENs能增强生物活性成分的渗透性和缓释效果，在美白和抗衰老治疗中作为新型药妆成分具有巨大潜力。 6.4 伤口修复 伤口愈合是一个包含稳态维持、炎症反应、细胞增殖、迁移和组织重塑的复杂生理过程。氧化应激和慢性炎症会阻碍愈合进程，甚至导致难愈性伤口的形成。在此背景下，PENs凭借固有的抗氧化和抗炎特性，成为极具前景的伤口愈合治疗剂。具体而言，葡萄柚来源的外泌体通过一系列协同机制促进伤口闭合，包括促进角质形成细胞增殖与迁移、抑制ROS过量产生以及增强细胞外基质蛋白表达。此外，从红景天、蒲公英等传统中草药中提取的PENs，其抗炎和抗纤维化效果显著优于对应的水提物。 小麦来源的外泌体可增强内皮细胞、上皮细胞和真皮成纤维细胞的增殖与迁移能力，促进内皮细胞管状结构形成并上调I型胶原蛋白转录水平，凸显了其在伤口愈合中的作用。通过超速离心结合密度梯度离心法提取纯化的人参外泌体，能调控皮肤细胞周期、激活转化生长因子β（TGF-β）通路并降低炎症因子水平，从而促进皮肤细胞增殖，加速受损皮肤修复。此外，OXY-ExoAloe可由芦荟凝胶、姜汁和印楝汁三种草本原料制备而成，研究表明其安全有效且无副作用，通过改善伤口氧合、减轻炎症反应、减少细胞因子产生和基质重塑，促进糖尿病伤口愈合。 马铃薯来源的外泌体通过抑制炎症因子表达、清除自由基、减轻氧化应激、上调抗氧化活性和皮肤屏障功能相关基因、增强细胞增殖与胶原蛋白合成，可促进组织修复并减少眶周皱纹，这些机制共同改善了皮肤屏障完整性、弹性和水合度，其多功能特性使其有望成为创新型抗衰老皮肤修复敷料和功能性药妆品的活性成分。含芫荽来源外泌体的水凝胶通过激活Nrf2信号通路，增强抗氧化和抗炎反应，加速伤口愈合，有望成为安全有效的伤口处理剂。人参来源的外泌体通过重编程糖酵解通路，显著改善高糖环境下内皮细胞功能，促进细胞增殖、迁移和管状形成，在糖尿病小鼠全层皮肤溃疡模型中，可促进血管生成和组织修复（图8C）。 负载柠檬外泌体的明胶甲基丙烯酰/二醛淀粉（GelMA/DAS）水凝胶贴片，通过调控巨噬细胞极化、刺激内皮细胞和成纤维细胞迁移增殖，并实现外泌体的缓释，加速糖尿病伤口愈合，效果优于单纯GelMA/DAS水凝胶或外泌体（图8D）。巴戟天来源的外泌体通过激活MAPK/YAP1信号通路，促进血管生成和组织再生，所采用的水凝胶递送系统改善了局部微环境调控效果，具有显著临床转化潜力。红洋葱汁来源的外泌体具有显著的抗氧化和抗炎作用，包括清除DPPH自由基、提高超氧化物歧化酶（SOD）活性、促进巨噬细胞从M1表型向M2表型极化以及抑制促炎基因表达，这些作用改善了全层伤口模型的伤口微环境，显著加速愈合。这些研究均凸显了PENs在伤口处理中的治疗潜力，未来应重点阐明其潜在机制、优化加工方法，并开展全面的生物相容性评估，以推动其临床应用。 七、PENs在皮肤病治疗中的挑战 尽管PENs在皮肤病领域展现出显著的治疗潜力，但在研发和临床应用过程中仍面临多种复杂挑战。这些挑战包括安全性与稳定性评估、递送系统工程相关的技术障碍、标准化问题以及伦理考量，均需跨学科紧急开展研究。本综述系统梳理了PENs在皮肤治疗应用中的关键挑战与战略路径（图9），旨在为未来的研究和临床实施提供基础框架。 图9  PENs在皮肤治疗中应用的关键挑战和未来方向示意图 7.1 安全性、免疫原性及长期使用考量 安全性和免疫原性是影响PENs临床转化的两大关键因素。PENs在体外和体内实验中均表现出高生物相容性和低免疫原性，使其特别适合用于皮肤病的局部治疗。值得注意的是，超过28种可食用植物来源的PENs（如卷心菜、葡萄柚、生姜、柠檬）在临床前模型中已显示出无毒性；例如，10μg/mL浓度的PENs处理B16黑色素瘤细胞时，细胞存活率仍保持在90%以上，草莓、人参、生姜和蓝莓来源的PENs也均呈现出良好的安全性。尽管现有证据表明PENs未引发局部或全身性不良反应，但所有类型的PENs是否都能有效到达靶细胞并发挥生物学效应且无毒性，仍需进一步研究。此外，分离过程中不同植物来源PENs的浓度和纯度也需密切关注。长期局部使用PENs的全身毒性评估（包括慢性毒性、致敏性和皮肤蓄积性），对其皮肤病应用至关重要。 7.2 PELNs的组成特征与多维度治疗潜力 作为皮肤病治疗的递送载体，PENs需在实际应用条件下维持结构和功能完整性。现有证据表明，PENs对温度敏感，需在-80℃条件下储存以保留其生物活性。冻融循环会破坏其脂质双层完整性，进而降低载药效率，还可能导致外泌体聚集。考虑到局部制剂对常温运输和长货架期的实际需求，已有研究提出使用海藻糖、二甲基亚砜（DMSO）、甘油等冷冻保护剂以增强稳定性，但这些方法的重要性和有效性仍知之甚少。此外，不同储存方式对PENs经皮递送能力和治疗效果的影响尚未明确，标准化的药代动力学-药效学（PK-PD）参数（尤其是常温下的稳定性数据）严重缺失。由于皮肤局部制剂通常需在常温下储存且具有较长货架期，未来研究应重点开发稳定性增强策略，并设计专门适用于实际应用场景的递送系统。 7.3 PENs药物递送治疗面临的挑战 PENs作为药物递送载体的研究仍相对有限，其治疗潜力尚未完全阐明。尽管具有良好的生物相容性，PENs在成本效益、产量、载药能力、组织靶向精准度和控释性能方面仍面临重大挑战。脂质组学分析显示，PENs主要由磷脂组成，缺乏哺乳动物外泌体特有的胆固醇和鞘磷脂，但关于这些独特脂质谱如何影响细胞摄取效率的系统性研究仍较为匮乏。与哺乳动物外泌体相比，PENs具有固有的组织趋向性，尤其倾向于靶向肝脏和肠道，但目前缺乏适用于高效细胞靶向的配体。 为提高靶向特异性，有研究提出应用RNA纳米技术：其“生物发生后修饰”策略利用明胶样外泌体纳米颗粒调整RNA结构的角度和取向，从而促进配体在外泌体表面的展示。该方法通过将RNA纳米结构整合到外泌体中，再对其进行修饰以在表面呈现特异性配体，实现精准靶向。已有研究利用RNA纳米技术构建四向连接（4WJ）RNA结构，共负载紫杉醇（PTX）和miR-122，并通过N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）修饰外泌体表面，实现了对肝癌细胞表面去唾液酸糖蛋白受体（ASGP-R）的靶向识别。未来研究可拓展这些策略，开发针对皮肤病的PENs靶向递送系统。 此外，口服给药虽便利性强，但因首过代谢广泛导致药物生物利用度降低，严重受限；静脉注射虽能保证显著的治疗效果，但在非临床环境中存在安全隐患；经皮给药可能是一种可行的折中方案，但其在PENs中的应用尚未得到充分研究。后续研究应系统评估不同给药途径在各类皮肤病治疗中的效果，以优化药物递送方法。 7.4 其他挑战 当前PENs研究在标准化方面面临重大挑战：不同研究中植物来源、提取方案、粒径分布和生物标志物表达的差异，阻碍了研究结果的可比性和转化价值。建立统一的质量控制标准和临床前评估框架，对于推进生产标准化至关重要。此外，PENs在长期局部使用和外源性治疗干预中的应用日益广泛，引发了一系列伦理问题，包括植物原料的合法采购、可持续采收实践以及跨境生物运输的法规合规性等。必须将这些考量纳入研究和临床框架，以确保干预措施的伦理实施和生物安全。 皮肤病的多样化特征，以及患者个体皮肤屏障完整性、免疫状态等因素，为PENs疗法的应用带来挑战。天然产物的作用机制和生物活性成分尚未完全明确，因此需要开发针对个体病理生理状况的个性化治疗策略。目前临床实践中，缺乏基于蛋白质组学、脂质组学等多组学特征优化PENs治疗方案的综合算法。未来研究应优先建立标准化生产流程，并结合精准医疗方法；整合大数据分析（尤其是人工智能驱动的患者分层和预测药物-载体相容性的机器学习算法），有望彻底变革PENs在皮肤病学中的应用，推动开发疗效和安全性更高的个体化疗法。 八、结论与展望 总之，本综述系统探讨了PENs的生物发生机制、分离纯化技术和组成特征，全面比较了植物来源与动物来源外泌体的结构和功能差异，并分析了PENs作为药物载体的多种递送方式（包括口服、经皮和注射给药）。机制上，PENs通过清除活性氧（ROS）、调控抗炎信号通路、调节细胞因子表达等多种机制，在皮肤衰老、脱发、色素沉着过度和伤口愈合不良等皮肤病治疗中发挥协同治疗作用。这些多样化的机制凸显了PENs在促进和维持皮肤健康方面的巨大潜力。 尽管PENs具有显著的治疗潜力，但目前的研究主要依赖体外实验和体内动物模型，临床研究匮乏且数据不足。因此，必须解决阻碍其临床转化的技术和法规挑战。截至目前，仅4项针对PENs的临床试验在注册（NCT01668849、NCT04879810、NCT01294072、NCT03493984；IRCT20200127046282N53）（表4），且这些试验均已达到主要终点，但大量试验数据尚未公开（可能因研究仍在进行、结果尚未提交或缺乏强制性数据共享政策）。考虑到PENs相关临床试验数量有限，解决当前挑战并开展更多临床研究以证实其治疗潜力至关重要。 PENs在皮肤病治疗中的应用仍面临诸多重大障碍，如缺乏标准化的分离纯化方法、规模化生产成本高昂、体内代谢过程尚未明确、临床疗效和安全性评估框架不完善等。我们强调，临床医生、细胞生物学家、药物科学家、临床试验专家和生物信息学家之间的跨学科合作至关重要。这种协同作用将有助于深入理解PENs的生物学机制、优化提取纯化技术，并催生创新治疗策略。未来研究应聚焦于完善PENs的制备方案、阐明其作用机制、建立全面的临床验证体系，这些努力对于推动PENs从临床前研究有效转化为皮肤病治疗的临床应用具有重要意义。 参考文献：Liu H, Dong T, Dong C, Yang F, Zhou Q, Guan C, Wang W. Plant-derived exosome-like nanovesicles: a novel therapeutic perspective for skin diseases. J Nanobiotechnology. 2025 Oct 10;23(1):640. doi: 10.1186/s12951-025-03715-1. PMID: 41074041; PMCID: PMC12514849. 百瓴因生物 微信号｜15021639579 www.biolinkin.cn 公众号推送文章仅为学术交流使用，仅供读者参考。公众号“原创”标识仅代表原创编译之作，不代表本公众号对文本主张版权。版权归文章作者所有。