外泌體則是一種直徑為30～100nm,、主要由細(xì)胞內(nèi)多泡體與細(xì)胞膜融合并釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中的膜囊泡，在電鏡下表現(xiàn)為脂質(zhì)雙層包裹的扁平球體,，呈特征性的杯狀外形,。許多哺乳動物細(xì)胞有釋放外泌體的能力，包括網(wǎng)織紅細(xì)胞,、樹突狀細(xì)胞,、B細(xì)胞、T細(xì)胞,、肥大細(xì)胞,、上皮細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等,。在動物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)外泌體后,，越來越多的證據(jù)表明在植物中會出現(xiàn)MVB和類似外泌體的囊泡。

圖1   動物外泌體

圖2    植物外泌體

除了動物體液外,，許多植物中也發(fā)現(xiàn)含蛋白質(zhì)和小RNA的外泌體樣納米粒子,，如生姜、胡蘿卜,、西瓜葡萄,、橄欖、瓜子,。這些植物外泌體由于無毒性，有大規(guī)模生產(chǎn)的可能性，其內(nèi)在特性和攜帶藥物或小RNA分子等其他化合物的可能性,，在醫(yī)療應(yīng)用中引起了廣泛關(guān)注,。Regente等于2009年首次發(fā)現(xiàn)植物中存在外泌體樣小泡,，該小泡在向日葵種子中直徑為50~200nm,。其后許多研究集中于囊泡及其生物活性成分的深層表征,，以更好地了解其內(nèi)在特性和可能的生物技術(shù)應(yīng)用,。本文簡述一下植物外泌體與動物外泌體的差異,，發(fā)現(xiàn)植物外泌體在某些領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢，使其在某些方面超越了動物外泌體,。

來源與生成機(jī)制的差異

根據(jù)目前的研究,，植物外泌體的生物發(fā)生有三種可能的途徑（圖3）：外囊陽性細(xì)胞器（EXPO）途徑、多泡體（MVBs）途徑和液泡途徑。其中,，MVBs途徑被認(rèn)為是PELNs形成的主要途徑,。基本過程包括質(zhì)膜向內(nèi)出芽以形成早期內(nèi)體,，這些內(nèi)體成熟并與反式高爾基體網(wǎng)絡(luò)通信,，形成MVBs。MVBs內(nèi)的腔內(nèi)囊泡（ILV）可以包含各種物質(zhì),，如RNA,、DNA、脂質(zhì)等,。MVBs與質(zhì)膜融合后，ILV可釋放到細(xì)胞外間隙,，形成PELNs,。該途徑與已知的哺乳動物來源外泌體（MDEs）的生物發(fā)生途徑高度相似。EXPO途徑涉及形成類似于自噬體的雙膜結(jié)構(gòu)，它可以與質(zhì)膜融合，向細(xì)胞壁釋放單膜囊泡,。液泡途徑主要發(fā)生在植物防御真菌病原體期間。感染后,，液泡與質(zhì)膜融合并釋放其水解酶和防御蛋白的內(nèi)容以抵消病原體的入侵。它們在植物的生長、發(fā)育和應(yīng)對外界環(huán)境變化的過程中逐漸形成和釋放,。植物細(xì)胞的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的胞內(nèi)環(huán)境賦予了植物外泌體獨(dú)特的生成條件,。

圖3     植物外泌體的生物發(fā)生,、形態(tài)結(jié)構(gòu)和組成

動物細(xì)胞的生理過程和環(huán)境與植物存在顯著差異,，這也導(dǎo)致了動物外泌體在來源和生成機(jī)制上的不同,。當(dāng)動物活細(xì)胞經(jīng)胞吞作用攝入外源性物質(zhì)后，會在細(xì)胞內(nèi)形成早期核內(nèi)體(early endosome,，EE),，EE通過囊膜內(nèi)陷,、突入形成多個小囊泡，在選擇性地接收細(xì)胞胞漿內(nèi)的核酸,、蛋白及脂質(zhì)等物質(zhì)后形成多泡內(nèi)核體(multivesicular endosome,，MVE)。后者主要有三個去向：①與溶酶體融合,，最終被消化,；②在接受病理性刺激后,，MVE中的小囊泡與細(xì)胞膜融合,，并將內(nèi)容物表達(dá)在所在細(xì)胞的表面,；③MVE與細(xì)胞膜融合后將小囊泡釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中形成外泌體（如圖4）,。

圖4    動物外泌體的形成

成分與結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性

由動物外泌體的形成過程可以看出,，動物外泌體的內(nèi)含物在MVE的形成時(shí)期就已經(jīng)初步確定。蛋白是動物外泌體內(nèi)含物中的一大類物質(zhì),，其含量與種類相當(dāng)豐富,。動物外泌體包含的蛋白可分為兩類：一類是在外泌體普遍表達(dá)并可作為標(biāo)記物用來識別外泌體的蛋白，包括熱休克蛋白,、TSGl01,、Alix,、Foltillin、Rab蛋白等膜轉(zhuǎn)運(yùn)和膜融合蛋白以及四跨膜超家族(tetraspanin)的成員CD9,、CD63,、CD81蛋白分子；另一類是不同來源,、不同環(huán)境外泌體各自擁有的特異性蛋白,，如T細(xì)胞來源的外泌體可攜帶CD3分子，神經(jīng)元來源的外泌體可表達(dá)谷氨酸受體等,。除蛋白以外,，外泌體包含的另一大類重要物質(zhì)就是核酸，包括DNA,、mRNA,、微小RNA、lncRNA等,。外泌體所攜帶的核酸,、蛋白等分子賦予外泌體豐富的生物學(xué)信息，通過外泌體傳輸?shù)狡渌?xì)胞發(fā)揮特定的生物學(xué)效應(yīng)（圖5）,。

如圖3B所示,，植物外泌體包含了豐富多樣的成分，如脂質(zhì),、蛋白質(zhì),、核酸（包括 miRNA、siRNA 等）,、多糖以及各種次生代謝產(chǎn)物,。其中，一些植物特有的次生代謝產(chǎn)物,，如多酚類,、黃酮類等，賦予了植物外泌體強(qiáng)大的抗氧化和抗炎活性,。

動物外泌體的成分也包括脂質(zhì),、蛋白質(zhì)和核酸等，但相對植物外泌體,，其成分的多樣性和獨(dú)特性略顯不足,。植物外泌體的結(jié)構(gòu)通常更加穩(wěn)定，由于其細(xì)胞壁的存在,，植物外泌體在外界環(huán)境中的穩(wěn)定性更高,，能夠更好地保護(hù)其內(nèi)部的生物活性成分。

1. 強(qiáng)大的抗氧化能力

植物在漫長的進(jìn)化過程中發(fā)展出了高效的抗氧化系統(tǒng)，植物外泌體繼承了這一特性,。其中富含的多酚類,、黃酮類等物質(zhì)具有卓越的清除自由基能力，能夠有效對抗氧化應(yīng)激對細(xì)胞造成的損傷,。相比之下,，動物外泌體的抗氧化能力相對較弱。

2. 卓越的抗炎特性

炎癥是許多疾病的根源,，植物外泌體中的多種成分能夠調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),。它們可以抑制炎癥因子的釋放，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性,，從而發(fā)揮出色的抗炎作用,。動物外泌體在炎癥調(diào)節(jié)方面的作用雖然不可忽視，但在效果和機(jī)制上不如植物外泌體顯著,。

3. 獨(dú)特的免疫調(diào)節(jié)功能

植物外泌體能夠激活植物自身的免疫系統(tǒng)，使其對病原體具有更強(qiáng)的抵抗力,。當(dāng)應(yīng)用于人體時(shí),，植物外泌體也展現(xiàn)出了調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的潛力，有助于增強(qiáng)機(jī)體的免疫力,。動物外泌體在免疫調(diào)節(jié)方面的作用較為局限,，且往往需要特定的刺激條件才能發(fā)揮。

4. 促進(jìn)組織修復(fù)與再生

研究表明,，植物外泌體可以刺激細(xì)胞增殖和分化,，加速組織的修復(fù)與再生過程。其所含的生長因子和信號分子能夠激活細(xì)胞內(nèi)的相關(guān)通路,，促進(jìn)受損組織的恢復(fù),。動物外泌體在組織修復(fù)方面也有一定作用，但植物外泌體的效果更為顯著和持久,。

安全性與可持續(xù)性

1. 低免疫原性

植物外泌體具有較低的免疫原性,，這意味著它們在人體內(nèi)引起免疫反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)較小。相比之下,，動物外泌體可能由于其來源的動物蛋白而引發(fā)免疫排斥反應(yīng),，限制了其在臨床應(yīng)用中的廣泛使用。

2. 可持續(xù)的來源

植物資源豐富,，可再生,，為植物外泌體的大規(guī)模生產(chǎn)提供了可持續(xù)的保障。而動物外泌體的獲取往往涉及動物的養(yǎng)殖和處理,，不僅成本較高,，還可能面臨倫理和可持續(xù)性的挑戰(zhàn)。   

應(yīng)用前景的廣闊性

1. 美容護(hù)膚領(lǐng)域

植物外泌體的抗氧化和抗炎特性使其成為美容護(hù)膚產(chǎn)品中的新寵,。它們能夠減少皮膚老化的跡象,，如皺紋,、色斑等，同時(shí)增強(qiáng)皮膚的屏障功能,，使肌膚更加健康,、年輕。相比動物外泌體,，植物外泌體在護(hù)膚方面的效果更顯著,，且更符合消費(fèi)者對天然、安全產(chǎn)品的需求,。

2. 醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域

在疾病治療方面,，植物外泌體展現(xiàn)出巨大的潛力。它們可以作為藥物載體,，將治療藥物精準(zhǔn)地輸送到病變部位,，提高治療效果，降低副作用,。此外,，植物外泌體在治療心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病,、炎癥性疾病等方面的研究也在不斷深入,，為未來的醫(yī)學(xué)創(chuàng)新帶來了新的希望。

3. 營養(yǎng)保健領(lǐng)域

植物外泌體作為一種天然的營養(yǎng)補(bǔ)充劑,，能夠提供豐富的生物活性成分,，增強(qiáng)人體的健康和抵抗力。相較于動物外泌體,，植物外泌體更容易被消費(fèi)者接受,，且在營養(yǎng)保健市場上具有更廣闊的發(fā)展空間。

展望與未來

相較于動物源外泌體,，植物外泌體在保有類似結(jié)構(gòu)和功能的同時(shí),，原料來源更廣，也更容易放大和工業(yè)化,?？紤]化妝品法規(guī)風(fēng)險(xiǎn)，那植物外泌體就更具潛力,。從功效角度,，未來將挖掘出植物外泌體在皮膚護(hù)理領(lǐng)域的更多作用，其在皮膚外用中的有效性也將進(jìn)一步得到考察和驗(yàn)證,；從新原料角度,，源自于不同植物，尤其是中國特色植物的外泌體有望踏上新原料風(fēng)口。另外,，作為載體結(jié)構(gòu),，植物外泌體也可以改變化妝品市場上脂質(zhì)體為主的現(xiàn)狀。既可以負(fù)載多種穩(wěn)定性不佳,、刺激性強(qiáng),、溶解性不佳的常規(guī)活性物，也可以負(fù)載目前非?；馃岬暮塑账?、蛋白質(zhì)、功能脂質(zhì)等新成分,。

當(dāng)然,，植物外泌體同樣也會面臨一些挑戰(zhàn)。雖說植物外泌體的提取工藝較之動物源外泌體更易實(shí)現(xiàn)和轉(zhuǎn)化,，但總的來說依然比較耗時(shí)耗力,。同樣，植物外泌體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和控制依然有待建立,。另外,，外泌體在皮膚外用上的研究依然較為局限，尤其是臨床研究更為稀少,。除了有效性的驗(yàn)證外，明確的內(nèi)在機(jī)理和作用途徑也有待進(jìn)一步研究和闡述,。

隨著研究的不斷深入和技術(shù)的不斷進(jìn)步,，植物外泌體有望在醫(yī)療、美容,、保健等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用,，為人類的健康和美麗帶來更多的福祉。我們有理由相信,，植物外泌體這一自然的饋贈,，將引領(lǐng)未來生命科學(xué)的發(fā)展潮流，創(chuàng)造更多的奇跡和可能,。

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