熱點前沿 | 外泌體成為中藥新的活性成分

外泌體是內膜衍生的，具有磷脂雙分子層結構，并由大多數細胞分泌而來的納米級小囊泡，內含DNA、小RNA、蛋白質等物質，具有溝通細胞間通訊的作用。

近年來，隨著外泌體的研究成果不斷涌現，外泌體研究已成為生物學、醫藥學等研究的熱點。最近，植物外泌體也逐漸引起大家的關注，尤其是藥用植物外泌體的研究也在不斷增加。

外泌體的透射電子顯微鏡圖

A圖：從蔗糖密度梯度(30%/45%)提取的生姜外泌體的TEM圖，標尺：100 nm。引于參考文獻“Edible Ginger-derived Nano-lipids Loaded with Doxoru‐ bicin as a Novel Drug-delivery Approach for Colon Cancer Therapy”；B圖：蒲公英細胞外泌體的 TEM 圖，標尺：200 nm。引于參考文獻“Herbal decocto‐ some is a novel form of medicine”

植物藥是中藥的主要組成部分，其所含的黃酮、 皂苷、生物堿等次生代謝產物已被系統性研究。

但由于中藥多成分、多靶點、多途徑的作用特點，許多中藥 的有效成分及作用機制仍未得到有效闡釋。

隨著在人乳中檢測到的植物miRNA，并且可能影響著嬰兒體 中幾條重要的生物途徑，以及美國加州大學河濱分校金海翎教授課題組發現了宿主擬南芥細胞外泌體可以傳遞sRNAs至真菌病原體灰霉病菌并富集，誘導關鍵致病性真菌基因沉默等，以藥用植物外泌體作為中藥活性成分進行的研究也在逐漸展開。

外泌體作為中藥活性成分的應用?

植物外泌體含有較為豐富的miRNA，其為一類長度約為22個核苷酸的內源單鏈非編碼RNA，在生物體 中起著重要的作用，是一種高效的基因表達調控因 子。

隨著一些常見植物如水稻、葡萄等 miRNA 研究 的擴大和深入，藥用植物 miRNA 的研究也迅速展開。?

且越來越多的報告顯示，miRNA不僅在其原始系統內執行生物學功能，還可以進行跨界基因表達調控。因此，來自藥用植物外泌體的miRNA可能作為新的生物活性成分與哺乳動物系統相互作用。

有學者在給小鼠喂食金銀花后，在其血清和尿液中可以檢測到植物小 RNA。北京協和醫學院通過給小鼠喂食中藥湯劑，對進入人體組織中的中藥miRNA進行了大規模分析，在小鼠肺組織中發現了數以千計的來源于中藥的小 RNA，經過對來自 NCBI GEO 數據庫的健康人體 組織小RNAseq原始數據樣本以及半枝蓮、柴胡、穿心 蓮、地丁紫堇、黃芩等 10 種中藥的 miRNA 數據庫 miRBase 進行了篩選鑒定，最終進一步證實了中藥 miRNA 確實可以跨界轉運。

此外，我們經常食用的植物性食品，其miRNA同樣能夠人體血液中檢測到并 穩定存在，并起到特定的藥理作用。

藥用植物外泌體的藥理作用

抗炎作用?

生姜屬姜科姜屬植物，含揮發油、姜辣素、黃酮類 等成分，具有抗炎、抗腫瘤、促消化等作用，其中 6- 姜辣素具有較強的抗炎作用。

隨著外泌體的興起， 2018年美國路易斯維爾大學張皇閣教授團隊針對生姜新的活性成分外泌體進行了研究，并發表了關于生姜外泌體塑造腸道菌群的文章，即通過無菌小鼠和臨床試驗等，發現生 姜外泌體（Ginger ELNs，GELN）中的小 RNA 能影響腸 道菌群，并完善腸道的屏障功能，其中GELN-RNAs通 過激活 AHR 途徑誘導 IL-22 表達以加強 LGG 介導的 小鼠結腸炎（DSS）抑制作用。

此前，其他研究團隊也發現生姜（Ginger-Derived Nanoparticles，GDNPs）可以 降低炎性細胞因子（TNF-α、IL-6和 IL-1β），增加結腸 炎模型中的抗炎細胞因子（IL-10 和 IL-22）的表達；對于一些非藥用的植物，如西蘭花、葡萄?，亦分別從中提取出類似外泌體的納米粒子（Broccoli-Derived Nanoparticle，BDN；Grape Exosome-like Nanoparticles， GELNs），并發現 BDN 可降低 DSS 誘導的 TNF-α、IL17A和 IFN-γ的表達，增加 IL-10的表達，而 GELNs不 僅可以調節腸組織的再生過程，更可以參與腸組織的重塑，從而預防或緩解結腸炎。

以上實驗結果揭示了 植物外泌體可以被人體攝取，其包含的 miRNAs 分子 可以與腸道微生物相互作用以維持腸道健康，同時也從側面證實植物外泌體可以作為一種新的中藥活性成分。

抗病毒作用?

金銀花，主要化學成分包括五大類，即黃酮類、揮發油類、三萜皂類、無機元素以及有機元素，其中三萜 皂類化合物具有良好的抗病毒作用。

而目前藥理作用研究多集中于抗炎作用，如金銀花提取物可以通過 抑制促炎因子 IL-1β 和 IL-18 的釋放進而起到抗炎作用?。

在傳統中醫藥治療上則主要采用其清熱解毒功效，在治療病毒性感冒方面具有良好的效果，但是對 于金銀花在抗病毒的活性成分以及機制研究上還有 所空缺。

為此，研究人員利用金銀花水煎液中提取的 miRNA 2911分別進行體內和體外的抗病毒實驗，并證實了 miRNA 2911不但能夠在金銀花水煎液中穩定存 在 ，而 且 直 接 針 對 各 種 IAV，包 括 H1N1、H5N1 和 H7N9。

該研究既表明了miRNA2911是中藥抗病毒的有效成分，也直接證明了金銀花的抗病毒作用的物質基礎之一是其含有的 miRNA2911 能夠顯著抑制病毒 的復制。

抗纖維化作用?

紅景天，作為常用中藥，主要含有生物堿、黃酮 類、揮發油等多種化學成分，具有保護心腦血管、抗纖 維化、抗炎或抗病毒等功效。

縱觀近年來紅景天藥 理作用的研究報告發現，紅景天苷為主要活性成分之 一，可以通過調控PI3K/Akt信號通路起到抗炎作用?， 其衍生物還具有抗抑郁及改善學習記憶的作用。而 紅景天外泌體作為新活性成分也引起研究人員關注， 近期北京協和醫學院蔣澄宇團隊從紅景天中提取了含 HJT-sRNA-m7 的外泌體，通過體內外試驗證實其 具有良好的抗肺纖維化作用。

該研究發現紅景天外 泌體（湯劑體）在減輕小鼠疾病癥狀中起著重要作用， 并進一步確定藥用植物外泌體作為新的活性成分的 價值。

抗腫瘤作用

腫瘤是嚴重威脅著人類健康重大疾病，中藥在治 療腫瘤上起到了重要的作用，彌補了現代醫學的不 足。miRNA研究的興起，讓人們逐漸意識到miRNA與 腫瘤的增殖和凋亡密切相關。

隨著對外泌體不斷地 深入研究，越來越多的研究證據表明植物源 miRNAs 可以跨越物種，在人體中起到某種調節作用。例如在 乳腺癌細胞中，合成的 miR 159 模擬物可以通過靶向 編碼Wnt信號轉錄因子的TCF7而抑制癌細胞增殖，導 致 MYC蛋白水平下降，而通過口服 miR 159模擬物能 明顯抑制小鼠異種移植乳腺腫瘤的生長。這個發現 對于利用攜帶特定 miRNA 的中藥外泌體預防和治療 腫瘤來說也是一個新的契機。

其他?

除上述藥理作用外，藥用植物外泌體及其miRNA 還具有免疫調節、降脂等作用。如邵紅偉教授團隊研 究發現甘草的 miRNA 對人免疫細胞的基因表達具有 明顯的調節作用，能夠顯著抑制 T 細胞分化相關基因 的表達，以及炎癥和凋亡相關基因的表達。

水稻中富含的 miR168a 能與人/小鼠低密度脂蛋白受體適配 器蛋白 1（LDLRAP 1）mRNA 結合，降低低密度脂蛋白 從小鼠血漿中的去除率，此發現也證明了植物源 miRNAs 可以調控哺乳動物靶基因的表達。

此外，研究人員在人乳中也發現含有植物源 miRNAs，并揭示 其可能會對嬰兒有機體中幾條重要的生物途徑起到 重要作用。

總 之 ，各 種 研 究 表 明 ，藥 用 植 物 外 泌 體 中 的 miRNA確實具有跨界調控其他物種基因的能力，同時 可以被穩定吸收進入體內而發揮其特異性的藥理作 用。更重要的是，藥用植物miRNA也為植物藥的物質基礎研究提供一種新的研究思路和方法。

參考文獻：Yakimchuk K. Exosomes: Isolation and characterization methods and specific markers[J]. Materials and Methods, 2015, 5: 1450.