加比·克拉克
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李实验室中用于获取细胞外囊泡的组织培养物置于显微镜下。图片来源：Scott Holstein/FAMU-FSU工程学院
细胞内部存在被称为细胞外囊泡的微小颗粒，它们能够储存和运输分子。我们的细胞会自然地将有益蛋白质和治疗性化合物包装进这些微小"气泡"中，并将它们运送到需要的位置，以递送分子货物或与其他细胞进行通信。
由于细胞外囊泡（EVs）能够容纳药物并将其递送到人体难以触及的部位，它们在医疗保健领域展现出巨大潜力。然而，大规模生产的挑战限制了它们的应用价值。
FAMU-FSU工程学院的研究人员率先开发了一种方法，利用带有垂直旋转轮的生物反应器（一种用于进行生物反应的工业设备）大规模生产源自实验室培养的血管组织的EVs。这项创新有望通过使治疗更加经济实惠和易于获取，彻底改变与年龄相关疾病的实验性疗法。相关研究成果已发表在《干细胞研究与治疗》期刊上。
"想象一下，如果我们能够从实验室培养的人体组织中收获微观'运输车'，直接将治疗分子运送到我们体内的受损细胞，"化学与生物医学工程系的严李教授说道，"这基本上就是我们在研究中所取得的成果。"
生产策略
由于难以扩大生产规模，EVs作为疗法的应用一直受到限制。传统的制造方法产量极低，使得潜在治疗方法成本高昂。
为应对这一挑战，研究人员使用了被称为垂直轮式生物反应器的先进生物反应器来制造EVs。这些生物反应器内的旋转腔室产生温和的流动，模拟人体内的血液流动。与传统的静态设备相比，这种设置帮助细胞多产出了2至3倍的EVs。
"这就像一家工厂以正常产能运行与在优化条件下以峰值效率运行之间的区别，"李教授解释道，"本质上，这种温和的旋转运动既增加了这些必需囊泡的数量，又提高了人工血管的整体健康状况。"
为何重要
这项研究解决了一个瓶颈问题，该问题一直阻碍基于EV的疗法惠及更多患者。
实验室测试表明，通过这种方法生产的EVs保持了所有的治疗特性。它们减少了衰老导致的细胞损伤并促进了细胞生长，这些关键指标表明，即使在大规模生产的情况下，它们仍保留了治疗潜力。
通过开发可扩展、受控的生产方法，研究人员为这些有前景的治疗方法开辟了一条从实验室奇观到针对年龄相关疾病和组织损伤的潜在经济实惠医疗干预措施的途径。
"我希望我们的研究能够促进EVs研究的增加，"该研究的合著者、研究生研究员贾斯蒂斯·伊尼说道，"未来，我们需要探索治疗性货物的组成，并了解研究如何能够安全地大规模生产。尽管仍有许多问题，但这是一条正确的前进方向。"
更多信息： 贾斯蒂斯·伊尼等人，《垂直轮式生物反应器中人类血管类器官分泌的细胞外囊泡的生物制造和脂质组学分析》，《干细胞研究与治疗》(2025)。DOI: 10.1186/s13287-025-04317-2
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