植物源外泌体样纳米囊泡作为植物药物在年龄相关疾病中的治疗潜力

植物源外泌体样纳米囊泡（PDEVs）正成为治疗年龄相关疾病（ARDs）的突破性平台。这些内源性纳米载体含有多种生物活性分子，包括微小RNA、蛋白质、脂质和植物化学物质，它们在治疗中发挥关键作用。PDEVs对慢性炎症、氧化应激、细胞衰老和线粒体功能障碍等与衰老相关的病理过程具有强大的治疗潜力，这些过程都与衰老相关。它们的多效性作用使其在神经退行性疾病、心血管疾病、代谢性疾病、肌肉减少症、恶病质和皮肤老化等广泛治疗领域具有应用价值。PDEVs相对于合成纳米颗粒和哺乳动物外泌体样纳米囊泡具有显著优势，包括良好的生物相容性、低免疫原性和优异的体内稳定性。由于其天然来源，它们可以低成本大规模生产，并能通过口服、静脉注射和肌肉注射等多种途径有效递送药物。然而，将PDEVs转化为临床应用仍面临诸多挑战，包括大规模生产、批次一致性、标准化分离和表征方法以及监管问题。通过结合天然植物化合物与现代纳米医学，可以开发出针对复杂年龄相关疾病的更安全、有效和靶向的治疗方案。然而，口服递送面临胃肠道屏障的关键限制，包括酸性pH值、酶解、胆盐和粘液层，这些都可能损害囊泡的稳定性和生物利用度。肠道吸收和微生物群相互作用的差异也会影响治疗一致性。保护策略，如封装、肠溶包衣和表面工程，可以提高稳定性和吸收率。新兴方法如配体功能化PDEVs、杂交纳米囊泡和刺激响应递送系统提供了更安全精准的治疗选择，改善了靶向性、可控释放和转化潜力。

1. 引言

衰老是目前最基本的生物医学挑战之一，导致一系列慢性、退行性和代谢性疾病。尽管药理学和营养学取得了进展，但治疗与衰老相关的功能进行性丧失的实用方法很少，迫切需要更多策略。在这方面，外泌体样纳米囊泡（EVs）因其在细胞间信号传导中的内源性作用以及介导调节衰老关键生物过程的生物活性分子传递的能力，已成为有吸引力的无细胞治疗候选者。

在各种EV亚型中，植物源外泌体样纳米囊泡（PDEVs）作为潜在的转化应用候选物而出现。与哺乳动物外泌体样纳米囊泡（MEVs）相比，PDEVs表现出更好的生物相容性、更低的免疫原性以及更安全的特性，且工业生产成本可能更低，这是开发有效疗法的先决条件。值得注意的是，哺乳动物EVs和PDEVs表现出相同的主要结构和功能特征，具有脂质双层膜结构，使其能够携带各种生物活性负载，包括脂质、蛋白质、核酸、植物代谢物、微小RNA（miRNAs）和小干扰RNA（siRNAs），这些物质具有抗氧化、抗炎和再生特性，以及对哺乳动物基因表达的调节作用。

PDEVs在衰老中尤其相关，衰老是一个复杂且普遍的现象，涉及生理功能的进行性下降和对慢性疾病的易感性增加。衰老是许多与年龄相关的病理状况的共同原因，包括神经退行性疾病、心血管疾病、代谢性疾病和免疫疾病。这些状况在全球范围内带来日益沉重的健康负担，而肌肉萎缩综合征已成为老年人发病和丧失独立能力的最重要原因之一。

肌肉减少症（"肌纤维少"或肌肉贫乏）是指与年龄相关的骨骼肌质量和功能丧失，社区老年人的报告患病率在10%至27%之间，但在住院或居住在机构的老年人中甚至更高。这种情况与身体虚弱、跌倒风险增加、身体功能障碍、生活质量下降和高死亡率密切相关。相比之下，恶病质是一种多模态代谢综合征，其特征是肌肉质量和体重的深度消耗，通常与癌症和心力衰竭等慢性疾病相关联。尽管对这些疾病的认识不断提高，但治疗选择有限，美国食品药品监督管理局尚未批准针对肌肉减少症的靶向治疗药物。蛋白质补充剂和维生素D已被用作干预措施；然而，它们都未能持续有效，需要认识新的治疗范式。从机制上讲，在已知的被视为衰老标志的多种细胞和分子途径中，有几种促进衰老和年龄相关的骨骼肌萎缩。

慢性炎症和免疫失调是衰老的核心标志。同时，线粒体功能障碍和氧化应激变得显著，因为线粒体稳态被破坏，导致活性氧（ROS）的过度产生和细胞损伤。这表明减少线粒体氧化应激可能有助于治疗这些年龄相关疾病。因此，管理线粒体促氧化应激已被提出作为潜在的治疗方法。此外，细胞衰老和受损的细胞间通讯持续驱动组织功能障碍和慢性炎症，进一步促进年龄相关疾病的进展。

本文中，我们提供了PDEVs在衰老和年龄相关疾病背景下的当前机制见解、药理学特性和转化前景的综合合成。通过整合新兴证据，我们旨在突出PDEVs作为应对年龄相关功能下降和肌肉萎缩疾病的新兴前沿的新颖性和治疗潜力。

2. 植物源外泌体：定义、生物发生和物理化学特性

PDEVs是植物细胞分泌的一组引人入胜的EVs，大小范围从30到150纳米。它们的大小也可能有所不同，一些植物来源报告的大小约为500纳米。此外，植物EV种群可以通过特定蛋白质标记物的存在或缺失来明确定义，如TET8⁺、PEN1⁺和EXPO来源的EVs，这些为来自植物细胞不同来源和大小的EVs提供了重要信息。

PDEVs的生成在很大程度上类似于动物细胞所描述的"经典途径"，主要涉及内体内复杂的生物发生过程。这一复杂过程始于质膜内陷，导致早期内体的形成，即细胞内内体区室。随着早期内体区室的成熟，膜继续内陷，在称为多泡体（MVBs）的大层状体内部形成内腔囊泡。MVBs是植物细胞中的重要细胞器，其与质膜的融合导致内吞囊泡的胞吐释放到细胞外环境，这些内吞囊泡现在被称为外泌体。

除了这种主要的多泡体介导的分泌途径外，其他途径也参与产生植物细胞中出现的各种类型的细胞外囊泡。例如，质膜芽生是EV形成的一种替代途径，其中微囊泡（直径100-1000纳米）通过质膜直接向外芽生和分裂形成，导致释放不同类型的EVs。PDEVs的另一类是凋亡小体，这是最大的（直径500-2000纳米），在细胞死亡过程中形成。

PDEVs具有特定特征，包括强韧的磷脂双层，不仅包裹还保护各种植物化学物质、代谢物和基因实体免受口服摄入后胃肠道（GIT）中的恶劣环境，突显了其治疗潜力。其特征纳米计量尺寸（30-150纳米）也实现了有效的细胞摄取。由于其植物来源，它们优于MEVs和合成纳米颗粒，具有出色的生物安全性，可最大限度地降低宿主生物体摄取后不良免疫反应的风险。

3. PDEVs的分离、表征和分子载荷

分子载荷从根本上决定了PDEVs的治疗潜力。PDEVs转化应用日益增长的需求要求严格的、标准化的和可重复的分离和表征策略，以保证纯度、安全性和批次间一致性。除结构性质外，PDEVs的生物和药理活性源于对核酸、蛋白质、脂质和植物化学物质的选择性富集，这些物质调节细胞间通信和与疾病相关的信号通路。

值得注意的是，越来越多的证据表明，PDEVs的生物活性主要由载荷驱动而非囊泡驱动。然而，载荷选择、富集和功能传递的过程仍不完全了解，植物来源、基因型、环境条件和提取方法的种间差异可能影响载荷组成和治疗一致性。

为系统概述关键生物活性成分及其功能意义，表1总结了PDEVs的主要分子载荷类别及其药理活性。

PDEVs的分离和表征策略各不相同，每种方法都有其优势和局限性。差速超速离心是初步去除碎片的常用方法，但耗时且可能导致PDEV损伤；密度梯度超速离心提高了纯度，但劳动强度大且可能损坏囊泡；尺寸排阻色谱保留了囊泡结构，但成本高、物理要求高、耗时且难以放大；聚合物沉淀法易于使用且广泛适用，但纯度低；微流控方法等可扩展方法具有高灵敏度和快速分离的优势，但产量低。

表2详细总结了PDEVs的分离、纯化和表征策略，包括其原理、优点和限制。表3则综合了PDEVs在年龄相关疾病中的治疗潜力。

4. PDEVs对衰老和肌肉稳态的作用机制

PDEVs，特别是外泌体，对与衰老和肌肉消耗相关的病理的治疗作用归因于其与多种细胞和分子级联的复杂相互作用，这些相互作用有助于组织稳态。这些包括PDEVs释放特定分子载荷影响受体细胞，特别是通过传递含有促进炎症、氧化还原稳态、细胞衰老、线粒体功能、自噬和蛋白质周转的治疗工具的载荷。

4.1 持续炎症的调节：NF-κB和细胞因子信号传导

低度慢性炎症是由核因子κB（NF-κB）通路激活驱动的，该通路控制多种促炎基因、细胞因子和趋化因子的表达。老年人表现出增加的NF-κB激活，这与减弱的合成反应相关。PDEVs通过调节NF-κB和细胞因子信号传导途径来减轻炎症。例如，柠檬衍生的EVs已被报道下调促炎细胞因子的基因和蛋白质表达，包括IL-6、IL-1β和TNF-α，以及脂多糖（LPS）刺激的小鼠巨噬细胞中NF-κB的核易位和磷酸化。这意味着PDEVs对这些关键炎症途径的直接抑制作用。

4.2 氧化还原稳态和抗氧化防御：Nrf2通路激活

核因子红系2相关因子2（Nrf2）通路作为细胞氧化还原稳态的主要调节剂，通过控制多种抗氧化和细胞保护基因的表达。PDEVs激活Nrf2通路，有助于氧化还原稳态。胡萝卜衍生的PDEVs已被报道通过抑制Nrf2下调和核转位来保护细胞免受氧化损伤。蓝莓和生姜外泌体的治疗也被证明促进Nrf2转位并增加其表达，从而增强抗氧化潜能和对氧化应激的保护。PDEVs通过Nrf2激活增加还原分子的能力，如血红素加氧酶-1（HO-1）和NAD（P）H：醌氧化还原酶1，已被提出作为减轻年龄相关疾病中细胞损害效应的潜在机制。

4.3 细胞衰老和SASP的调节

细胞衰老随着年龄增长而发生，并以衰老相关分泌表型（SASP）为特征，涉及分泌促炎细胞因子、趋化因子、生长因子和蛋白酶，这些物质可以将衰老传播给邻近细胞或改变组织稳态。衰老细胞产生EVs，其内容物发生改变，可能促进衰老对衰老的有害影响。虽然直接将PDEVs与肌肉和/或SASP中衰老调节相关联的研究尚处于萌芽阶段，但考虑到它们的抗炎和抗氧化免疫作用，可以合理推测这些囊泡可能通过抑制慢性炎症和氧化应激间接调节SASP因子。

4.4 线粒体功能和能量代谢

线粒体功能障碍是年龄相关疾病的显著特征，导致ATP产生减少、ROS产生增加和肌肉表现下降。一个潜在的治疗方法可能涉及靶向线粒体ROS。肌肉来源的细胞外囊泡（Myo-EVs）已被证明在肌肉修复、再生和代谢控制中发挥关键作用。PDEVs增强衰老肌肉中的线粒体功能和能量代谢。例如，枸杞衍生的外泌体通过调节AMPK/SIRT1/PGC1α信号通路对骨骼肌健康产生有益影响，该通路对能量代谢和线粒体生物发生至关重要，从而增强能量代谢和骨骼肌功能。这一发现与PDEVs直接影响线粒体活性的假设一致。

4.5 AMPK–mTOR信号轴：自噬和线粒体自噬的调控

线粒体自噬是一种特殊的线粒体自噬系统，能够区分受损线粒体并消除它们。线粒体自噬的损害导致老年肌肉中受损线粒体的积累和肌肉质量的损失。AMPK–mTOR信号级联调节自噬；虽然AMPK促进自噬，但mTOR通常抑制自噬。虽然EVs通常与自噬调节相关，但PDEVs直接证据很少。然而，一项研究表明，枸杞衍生的EVs（GqEVs）通过AMPK/SIRT1/PGC1α通路抑制地塞米松诱导的肌肉萎缩。因此，GqEVs治疗后AMPK的激活表明EVs在诱导自噬方面可能发挥作用，因为AMPK是这一过程的已知诱导剂。通过调节这一关键途径，PDEVs可能有利于细胞清除并防止年龄相关肌肉营养不良。

4.6 FoxO信号和UPS：肌肉蛋白质分解的调控

肌肉质量的维持由蛋白质合成和降解的谨慎调节决定。在肌肉消耗的年龄相关疾病中，这种平衡向降解转移，由叉头盒O（FoxO）信号通路和泛素-蛋白酶体系统（UPS）等途径驱动。FoxO转录因子激活上调与蛋白质降解相关的基因，包括UPS中的E3泛素连接酶atrogin-1和MuRF1，以及涉及自噬的基因，从而积极促进肌肉萎缩。虽然PDEVs直接介导肌肉中这些鸟嘌呤核苷酸相关途径的调查有限，但已知的外泌体载荷和功能提供潜在联系。

4.7 表观遗传学和转录组调控

PDEVs含有多种miRNAs，可能调节受体细胞的表观基因组并触发显著的转录组改变，从而调控哺乳动物基因表达。关于肌肉衰老，来自各种来源的外泌体miRNAs调节肌肉生长、分化、再生和代谢适应。肌肉特异性miRNAs（myomiRs），包括miR-1、miR-133a/b和miR-206，被包装到肌肉来源的外泌体中，参与局部骨骼肌通信，其水平在衰老过程中波动并影响肌肉功能。例如，运动诱导的外泌体携带靶向生长和发育相关通路的miRNAs（例如Wnt/β-连环蛋白、PI3K/AKT、IGF1）。虽然本文中的例子集中于哺乳动物外泌体，但PDEVs传递活性稳定miRNAs（和/或lncRNAs）的能力为通过表观遗传调控控制基因表达，从而对抗肌肉衰老，提供了重大机遇。

5. PDEVs在年龄相关疾病中的治疗潜力

年龄相关疾病，由进行性细胞和分子功能障碍驱动，代表全球日益增长的健康挑战。越来越多的证据表明，PDEVs可能提供治疗这些年龄相关病理的新自然疗法。

5.1 神经退行性疾病

神经退行性疾病，包括阿尔茨海默病和帕金森病，是以慢性神经炎症、氧化应激和错误折叠蛋白质聚集体为特征的重大全球健康负担，共同导致神经元和功能的丧失。大脑的天然复杂性和穿透血脑屏障（BBB）的困难传统上导致有效的治疗选择有限，突显了对新策略的迫切需求。

5.1.1 阿尔茨海默病

阿尔茨海默病（AD）以β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块和神经纤维缠结（NFTs）为特征，后者由过度磷酸化的tau（τ）蛋白组成。神经炎症和氧化应激加速AD病理。可以利用PDEVs作为治疗剂。枸杞（Lycium ruthenicum Murray）EVs可以作为转基因秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）Aβ诱导毒性模型的有益治疗，通过调节异常的DAF-16途径来降低Aβ低聚体和单体。这些EVs已被证明抑制乙酰胆碱酯酶（ACh）酶活性，这有助于缓解胆碱能（ACh-based）信号系统的相关问题，并恢复线粒体膜电位和ATP产生，从而纠正线粒体功能障碍。来自柠檬果汁的EVs在体外人工膜通透性测定中被发现能够穿过脂质双层，表明这些化合物可能能够穿透血脑屏障，对抗SH-SY5Y细胞中Aβ诱导的神经毒性产生神经保护作用。

5.1.2 帕金森病

帕金森病（PD）以多巴胺神经元的严重进行性丧失为特征。PD病理以富含聚集α-突触核蛋白（α-Syn）的路易体为特征，同时伴有脑中的显著神经炎症、小胶质细胞激活和氧化应激。含有莲子碱的PDEVs在睡莲（Nelumbo nucifera）中显示出降低神经退行性突变蛋白水平的能力，包括与PD病理高度相关的A53T-突触核蛋白。生物活性物质，包括抗氧化剂和小RNAs，以及运输神经保护物质的能力，使PDEVs能够平衡氧化应激和神经炎症，这两者都与PD发病机制相关。

神经炎症和氧化应激都与神经退行性疾病相关。PDEVs是应对这些复杂病理的关键武器库组成部分。PDEVs已被证明对中枢神经系统具有决定性的抗炎作用。在BV-2和MG-63细胞中，韭黄（Allium tuberosum）EVs已被证明抑制LPS诱导的一氧化氮和炎症细胞因子的产生，这些是神经炎症的关键诱导剂。相比之下，燕麦衍生的EVs被观察到通过捕获去凝集素-1（一种免疫激活剂）来减少几种脑区域炎症细胞因子产生细胞的浸润，并改善酒精喂养小鼠的记忆功能。有证据表明，大蒜衍生的EVs能有效减轻饮食诱导肥胖小鼠中的神经炎症。这些EVs产生的小胶质细胞代谢物可以抑制线粒体介导的神经元死亡，从而保护神经元免受氧化损伤。研究已证明胡萝卜PDEVs可以抑制Nrf2表达下降并促进其核转位，从而保护细胞免受氧化应激。此外，蓝莓和生姜衍生的EVs已被证明分别促进Nrf2转位或上调其表达，从而增加抗氧化效果和对氧化损伤的保护。

5.2 与衰老相关的心血管和血管功能障碍

心血管疾病（CVDs），包括动脉粥样硬化、内皮功能障碍、高血压和慢性血管炎症，是严重且日益增长的全球健康问题。CVDs的复杂病理生理学与慢性炎症（"炎症衰老"）、全身性氧化应激和失调的细胞间通信相交集，这使得这种疾病难以治疗，而PDEVs可能是合适的下一代解决方案。

5.2.1 动脉粥样硬化

动脉粥样硬化是动脉壁的慢性炎症过程，从内皮损伤开始，通过脂质积累、免疫细胞大量招募，最终发展为纤维脂肪斑块。PDEVs对于对抗这种疾病的各个阶段不可或缺。例如，蓝莓衍生的EVs已被报道通过调节TNF-α调节的基因表达和积极抑制ROS生成来防止血管损伤。绿叶蔬菜也含有特定的microRNAs，如miR156a，通过调节人类基因表达和调控炎症通路来保护免受动脉粥样硬化。减少巨噬细胞炎症细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1和Cd36的表达，牛油果递送的EVs抑制了oxLDL诱导的泡沫细胞形成，这是动脉粥样硬化斑块形成的关键步骤。此外，除了通过减少ROS产生保护细胞免受oxLDL诱导的损伤外，槲皮素负载的EVs通过激活SIRT1减轻铁死亡，铁死亡是一种涉及动脉粥样硬化的新型程序性细胞死亡。

5.2.2 内皮功能障碍

内皮功能障碍以血管舒缩储备损失、炎症增加和促凝状态为特征，是各种心血管疾病病理发生中的早期关键事件，在出现任何临床症状之前很久就已开始。据报道，蓝莓和其他绿叶蔬菜可以通过调节内皮细胞中的基因表达和减少氧化应激，促进更健康的血管功能。PDEVs中的抗氧化系统，由维生素C等酶和植物化学物质组成，直接保护内皮细胞免受氧化应激。这些囊泡还携带具有抗氧化和抗炎特性的内源性植物分子，从而发挥保护和再生功能，维持血管内皮的完整性和可塑性。

5.2.3 高血压和血管炎症

高血压，或慢性升高的血压，长期以来一直被视为心血管疾病的首要风险因素，是发病率和死亡率的主要原因。PDEVs代表管理高血压和血管炎症的有希望的方法。例如，人参（ginseng）根衍生的EVs通过调节线粒体凋亡通路保护H9C2心肌细胞免受阿霉素诱导的损伤。上述发现表明它们可能预防高血压诱导的心血管重塑。此外，三七（Panax notoginseng）衍生的EVs由于其抗凝、降压和血管舒张活性，在心血管疾病治疗方面显示出巨大潜力。

5.3 代谢性疾病

代谢综合征，包括2型糖尿病（T2DM）、与肥胖相关的衰老、胰岛素抵抗和慢性代谢炎症，是全球主要的人类健康问题，增加了国家卫生系统的财务负担。仅T2DM就占全球病例的显著且不断增长的份额，因为遗传易感性、环境暴露和生活方式改变的复杂相互作用。远及疾病的传统药理疗法的限制和不良副作用突显了PDEVs基疗法的必要性。

5.3.1 2型糖尿病

T2DM以慢性高血糖、胰岛素抵抗或胰岛β细胞相对缺乏胰岛素释放为特征。证据表明，PDEVs具有显著的抗糖尿病作用，可以有效减轻糖尿病中普遍存在的氧化应激。例如，绿豆芽苗具有显著的抗高血糖作用，表现为PI3K/Akt/GLUT4/GSK-3信号通路的激活，导致葡萄糖摄取和糖原合成增加，从而增强胰岛素敏感性和葡萄糖代谢。此外，米糠细胞衍生的EVs表达特定的miRNA，hvu-MIR168–3p，直接促进人类细胞中葡萄糖转运蛋白1的表达增加，降低血糖水平。从各种食品和草药资源获得的PDEVs还被报道调节免疫细胞的细胞因子释放并调节其功能，这种调节直接影响T2DM中的炎症成分。

5.3.2 与肥胖相关的衰老

肥胖与衰老密切相关，通常与慢性低度炎症、血脂异常和严重的代谢紊乱共存。因此，PDEVs代表了应对肥胖对衰老影响的潜在治疗策略，通过调节脂质代谢和炎症。例如，生姜EVs通过上调高脂饮食动物模型小肠组织中的miR-375和VAMP7，以及下调参与胰岛素抵抗的芳香烃受体，对胰岛素抵抗和肥胖显示出显著的抑制作用，导致宿主葡萄糖耐受和胰岛素反应的显著增强。此外，生姜来源的PDEVs中的磷脂酰丝氨酸通过促进肠上皮细胞中Foxa2表达来预防高脂饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗。同样，菠菜EVs被发现抑制脂肪细胞分化过程中发生脂质积累的细胞，并通过抑制参与脂肪生成的关键转录因子来减少脂肪库的重量和体重增加。此外，橙子EVs改善了十二指肠绒毛大小，降低了甘油三酯水平，并调节与免疫反应、肠道屏障通透性、脂肪吸收和乳糜微粒释放相关的基因mRNA水平。这些EVs被设计为特异性靶向微粒体甘油三酯转移蛋白和血管生成素样蛋白4，这两者都是降低血脂水平和肥胖加重的GIT疾病炎症的已知治疗靶点。

5.4 肌肉减少症和年龄相关肌肉消耗

肌肉减少症以缓慢、非自愿的肌肉质量丧失为特征，这与年龄相关，导致身体虚弱。肌肉减少症的病理生理学复杂且多因素，涉及蛋白质合成和分解之间的失衡、卫星细胞功能受损（肌肉干细胞）以及神经肌肉接头损伤。

NF-κB活性增加是老年人肌肉消耗的标志，与减弱的合成反应强烈相关。PDEVs表现出强烈的抗炎活性，是治疗慢性炎症的潜在候选者。柠檬衍生的EVs被发现下调LPS刺激的小鼠巨噬细胞中促炎细胞因子的基因和蛋白质表达，包括IL-6、IL-1和TNF-α，并减少NF-κB的核易位和磷酸化。

线粒体破坏是年龄相关疾病的标志，导致能量产生减少、ROS产生增加和肌肉功能受损。PDEVs通过干预线粒体完整性和能量平衡提供治疗窗口。枸杞（Lycium barbarum L.，枸杞）EVs对萎缩肌肉的有益效果在肌肉减少症小鼠模型中得到证实，对股四头肌横截面积和握力产生显著改善。这种有益效果与AMPK/SIRT1/PGC1信号通路的激活密切相关，该通路在能量代谢和线粒体生物发生中起关键作用。这些EVs已被证明可以改善骨骼肌衰老、衰老标志物表达、肌管萎缩、线粒体功能和能量相关代谢。此外，PDEVs通过刺激Nrf2通路帮助恢复氧化还原平衡，Nrf2通路是抗氧化保护的主要调节剂。从胡萝卜中分离出的EVs可能通过防止Nrf2下降和增强其核转位发挥细胞保护作用。同样，蓝莓和生姜PDEVs已被证明促进Nrf2转位或表达，从而增强对氧化损伤的抗氧化功效。

肌肉质量的维持涉及蛋白质合成和降解之间的复杂平衡。FoxO转录因子调节一组参与蛋白质降解和自噬的基因，它们的激活有助于肌肉萎缩。PDEVs在肌肉衰老过程中可能正向或负向调节FoxO信号传导或UPS。例如，如前所述，枸杞衍生的EVs诱导AMPK非常有趣，因为AMPK是自噬的正向调节剂，是一种对细胞清除和调节肌肉蛋白质周转至关重要的机制。这意味着PDEVs可能通过调节蛋白质周转中涉及的关键蛋白质来增加细胞清除和维持肌肉完整性，从而在衰老中发挥作用。

5.5 恶病质

恶病质是一种多因素炎症综合征，影响患有慢性疾病尤其是癌症的个体，其特征是骨骼肌质量的进行性、非自愿消耗，可能伴有脂肪质量的丧失。

5.5.1 癌症相关恶病质

在癌症相关恶病质（CAC）的隐匿背景下，EVs是其进展的关键和强大的驱动因素，特别是肿瘤细胞释放的EVs，作为细胞间通信的重要介质，促进全身炎症、诱导深刻的代谢重编程，并直接促进肌肉消耗。PDEVs为CAC提供了一种引人注目的创新对抗策略，因其内在的抗炎、抗肿瘤和免疫调节特性。具体例子凸显了这一潜力：柠檬（Citrus limon）衍生的EVs抑制各种癌细胞在体外的增殖，并抑制慢性髓性白血病异种移植肿瘤在体内的生长，展示了可间接减轻恶病质进展的直接抗肿瘤效应。其他PDEVs，包括来自胡萝卜、生姜和葡萄柚的EVs，已被证明在肠巨噬细胞和干细胞中诱导抗氧化和抗炎细胞因子相关基因的表达，可能有助于全身抗恶病质效应。

5.5.2 慢性疾病相关恶病质

除了癌症领域，恶病质还经常作为慢性肾脏疾病（CKD）、慢性心力衰竭（CHF）、慢性阻塞性肺病（COPD）和类风湿关节炎（RA）等众多慢性疾病的严重并发症出现，其背后机制相似，慢性炎症和代谢失调汇聚驱动持续严重的肌肉消耗。

PDEVs在这些情况下提供了实质性且广泛的潜在益处。例如，带负电荷的PDEVs在大鼠模型中被观察到被吸引到带正电荷的炎症区域，诱导巨噬细胞IL-10和血红素氧合酶-1的表达，同时抑制TNF的产生。

在CKD中，肌肉消耗源于肾功能恶化、慢性尿毒症炎症状态、蛋白质代谢紊乱和肌肉再生受损。三分之二的CKD成人表现出恶病质的迹象，这显著增加了发病率和死亡率，并损害生活质量。外泌体介导CKD中肾脏和骨骼肌之间的关键串扰，失调的外泌体miRNAs可影响肌肉消耗途径。例如，枸杞衍生的EVs已被证明通过激活AMPK/SIRT1/PGC1α信号通路改善肌肉萎缩模型中的骨骼肌健康，该通路与CKD中常被破坏的代谢调节相关。

CHF是一种全身性疾病，对周围组织（包括骨骼肌）有深远影响，以合成/分解平衡失调为特征，涉及肌原纤维和肌细胞凋亡的过度分解。生姜衍生的EVs已被证明诱导抗炎细胞因子，这可能有助于对抗CHF恶病质中普遍存在的全身炎症，表明其可能恢复心脏恶病质中的代谢平衡。

COPD患者经常发生明显的肢体骨骼肌萎缩，与全身炎症、蛋白水解组织重塑和异常细胞表型转换相关。PDEVs，例如生姜衍生的EVs，抑制炎性体激活并减少IL-1β和IL-18等促炎细胞因子，从而直接靶向COPD恶病质的炎症驱动因素。同样，蓝莓和香菇衍生的外泌体通过差异miRNA表达介导炎症，为对抗COPD相关肌肉降解的慢性炎症提供潜在机制。RA是一种以减少骨骼肌质量为特征的慢性疾病，这与炎症介导的分解代谢密切相关。促炎细胞因子，如TNF-α、IL-6和IL-1β，在这一过程中起关键作用，加速蛋白水解和增加静息代谢率。各种植物外泌体（包括生姜和蓝莓）降低炎症细胞因子水平的能力表明，它们可能减轻RA中驱动肌肉降解的全身炎症。虽然关于PDEVs在RA恶病质中作用的具体研究有限，但EVs在RA发病机制中的作用已被注意到，这表明靶向PDEVs可能通过调节过度的炎症反应提供治疗途径，从而保护肌肉组织免受分解代谢。

5.6 皮肤衰老和伤口愈合受损

皮肤是衰老最明显的部位，其特征是完整性和功能的渐进性下降，导致皮肤变薄、干燥、弹性丧失、松弛、皱纹和异常色素沉着。此外，衰老皮肤通常表现出伤口愈合受损，导致恢复时间延长、感染易感性增加和形成功能较差的疤痕组织。细胞衰老、慢性炎症和氧化应激之间的复杂相互作用构成了这些与年龄相关的皮肤病挑战的基础，突显了创新治疗干预的必要性。

5.6.1 皮肤中的细胞衰老

衰老细胞，如真皮成纤维细胞和表皮角质形成细胞，在衰老皮肤中逐渐积累，对完整性与功能产生重大影响。它们损害组织稳态，促进慢性炎症，并通过分泌SASP中已知的分子混合物降解细胞外基质。皮肤中衰老的关键触发因素包括端粒缩短、癌基因激活、持续的DNA损伤和紫外线辐射等外部应激源的慢性暴露。外泌体在通过抑制衰老相关半乳糖苷酶（SA-Gal）的合成和促进烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺）的合成来延迟细胞衰老方面发挥重要作用。

PDEVs提供了一种对抗皮肤衰老的有前途的策略，通过直接调节细胞过程和减轻SASP相关效应。例如，油橄榄（Olea europaea）叶衍生的EVs，当封装在透明质酸/单宁酸水凝胶中时，已被证明能有效减少紫外线诱导的皮肤损伤，并积极促进皮肤修复和再生。在另一个引人注目的例子中，松茸（Phellinus linteus）衍生的EVs通过跨王国调控抑制紫外线诱导的皮肤衰老。此外，积雪草（Centella asiatica）EVs在人类角质形成细胞中表现出再生和改善皱纹的效果，以及上调参与皮肤衰老和再生的标记基因。对积雪草外泌体的miRNA分析确定了可抑制参与黑色素生物合成和皮炎基因的新型miRNAs，表明其在抗衰老和抗色素沉着应用中的潜力。

5.6.2 PDEVs的抗炎和再生特性

皮肤有效愈合伤口的能力对维持其屏障功能至关重要；然而，随着年龄的增长，这一过程通常会因慢性炎症、氧化应激和再生能力降低而受损。PDEVs表现出强大的抗炎特性，通过上调包括Nrf2、HO-1和NAD（P）H：醌脱氢酶1在内的抗氧化分子。这种机制使它们成为有效的自由基清除剂，可以损害炎症和氧化应激驱动的有害细胞效应。来自姜（Dendropanax morbifera）、人参（Panax ginseng）、芦荟（Aloe vera）、西兰花、油橄榄和秘鲁番茄（Physalis peruviana）等植物的特定提取物具有广为人知的抗氧化和抗炎作用，对整体皮肤保护有重要贡献。例如，草莓衍生的EVs明确地保护脂肪干细胞免受H₂O₂诱导的氧化应激，导致细胞内ROS产生的剂量依赖性减少。各种植物EVs，包括来自葡萄、生姜和胡萝卜的EVs，也已报告具有普遍的抗炎活性。生姜衍生的EVs促进真皮成纤维细胞的增殖和迁移，并减轻角质形成细胞中UVA诱导的炎症损伤，显示在皮肤相关应用中对伤口愈合和组织再生的前景。

PDEVs还改善抗疤痕、抗衰老和抗色素沉着治疗。例如，小麦衍生的EVs通过增强细胞活力和迁移效率促进体外伤口愈合，并积极促进新血管（血管生成）的形成，这一过程对有效组织再生和修复至关重要。生姜和柠檬衍生的EVs介导细胞凋亡，这是伤口愈合中的关键过程，涉及炎症细胞的清除和肉芽组织向疤痕组织的转变。此外，葡萄柚衍生的EVs通过增加细胞活力和迁移、减少细胞内ROS产生以及增强人脐静脉内皮细胞的管形成潜力，表现出显著的伤口愈合效果，清楚表明其强大的促血管生成活性，这对组织再血管化至关重要。同样，芦荟（Aloe saponaria）衍生的EVs在伤口愈合中表现出有效的促血管生成活性，进一步支持PDEVs在皮肤修复中强大的再生潜力。

6. 药代动力学、生物分布、安全性

PDEVs在给药途径和吸收方面表现出几个显著的药代动力学优势。由于其天然来源，PDEVs可以由饮食来源吸收，其在严苛的胃肠道（GIT）条件下具有出色的稳定性，使其成为口服药物递送应用的合适候选物。与许多合成纳米载体不同，PDEVs在暴露于酸性pH、消化酶、生物流体和胆盐时保持结构完整，确保其生物活性载荷在整个胃肠道运输过程中得到保护。这种内在的弹性使PDEVs能够有效地将复杂的生物活性成分输送到靶向组织。除口服给药外，它们穿透角质层并迁移到更深层皮肤层的能力促进了它们在皮肤病学疗法中的应用，使其成为局部和经皮给药途径的合适候选物。它们的纳米级尺寸促进内吞介导的内化，同时限制从体循环中快速清除。这种尺寸依赖性行为进一步支持其适用于多种给药途径，包括肌肉注射（IM）、静脉注射（IV）、皮下注射（SC）和腹腔注射。

PDEVs已被证明可以穿越所有关键的生物屏障，包括血脑屏障。系统给药后，它们分布到多个器官，包括大脑、肝脏、脾脏、肾脏、肺和心脏，而口服给药的可食用PDEVs则优先在胃肠道中积累。除被动生物分布外，许多PDEVs表现出固有的靶向能力。这些自然趋向性能够选择性地递送到特定组织，如肠道、大脑或炎症器官，从而实现针对与年龄相关疾病相关的炎症疾病和代谢紊乱的靶向干预。

大量研究报道，PDEV给药具有最小毒性、低免疫原性和高度生物相容性，即使反复给药也是如此。植物来源显著降低了不良免疫反应、人畜共通病原体传播和长期免疫毒性的风险，与MEVs相比。与MEVs相比，MEVs可能遭受短循环半衰期和潜在免疫学并发症的影响，PDEVs为长期治疗策略提供了更稳定且生物学上更有利的替代方案。

7. 转化和监管挑战、未来方向

PDEV基治疗剂已成为有前景的药物递送和治疗平台；其临床转化受到大规模生产、可重复性、标准化、生物学理解和监管框架的阻碍。此外，当前的囊泡分离策略，如差速和密度梯度超速离心，耗时且难以扩大规模，可能破坏囊泡并共同分离污染物。尺寸排阻色谱等技术可保留囊泡结构，但需要特殊设备且难以扩大规模，而聚合物沉淀可能产生低纯度。

一个最显著的PDEV基治疗剂障碍是批次间的变异性，因为囊泡大小、载荷物种（蛋白质、脂质、RNAs和植物化学物质）和生物活性的差异会降低可重复性。这需要标准化质量属性和验证的效价测定，以确保一致性。此外，缺乏普遍接受的分离和表征工作流程，以及植物特异性囊泡标记物，阻碍了研究之间的可比性。虽然有适用于哺乳动物系统的EV研究最小信息（MISEV）指南，但目前没有专门为PDEVs设计的此类指导。此外，对控制PDEV生物发生、载荷分选和体内行为途径的有限机制理解继续限制预测治疗性能的能力，而稀缺的药代动力学、生物分布和长期毒性数据阻碍了临床转化。

尽管据报道PDEVs在胃肠道中比合成纳米载体具有更好的抗性，但其在口服递送过程中的稳定性仍然是主要挑战。暴露于酸性胃pH、消化酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶和脂肪酶）以及胆盐和粘液屏障可能会损害囊泡膜、改变脂质组成并降解封装的核酸或蛋白质，降低生物利用度。然而，越来越多的证据表明，某些PDEVs具有天然结构特征，有助于保护它们免受胃肠道降解。它们的脂质双层膜富含特定磷脂，特别是磷脂酸，在葡萄衍生的囊泡中可占脂质含量的50%，以及磷脂酰胆碱、鞘脂和甾醇。这种独特的脂质组成增强了抗酶消化和酸性条件的能力。

这些发现表明PDEVs可以在口服递送后保留生物活性，尽管完整囊泡和释放载荷的相对贡献尚不清楚。此外，PDEV在胃肠道中的稳定性受多种因素影响；虽然其脂质组成提供部分保护，但完整囊泡和释放的生物活性载荷可能共同促进治疗效果。在植物食品框架内，这种双重作用模式——结构保护和功能性载荷递送——可以解释为什么膳食植物囊泡在部分降解后仍能发挥系统生物效应。然而，需要更精心设计和生理相关的研究来完全了解其体内的稳定性和功能机制。

此外，胃肠道传输时间、微生物群相互作用和个体生理变异的差异可能会影响囊泡在个体中的吸收和扩散。所有这些方面都为剂量标准化、载荷保存和治疗重复性带来不确定性。虽然口服给药是PDEVs的明确优势，但系统评估胃肠道稳定性和吸收动力学、粘膜运输机制和长期安全性至关重要。更先进的制剂策略，如肠溶包衣、水凝胶封装或改善粘液屏障穿透的表面工程，可能是解决这些限制并实现治疗中一致临床表现所必需的。

临床前证据表明，PDEVs在炎症、肿瘤学和代谢病理学方面具有治疗作用，对组织的损伤更少，免疫原性较低，且比其合成纳米颗粒对应物以及哺乳动物衍生物更便宜。为了临床转化，需要符合良好生产规范（GMP）的制造基础设施，以确保无菌、稳定性、内毒素控制、批次间一致性和可追溯的植物来源。PDEVs的监管状态尚不确定，进一步阻碍了试验和商业化的进展。

未来展望集中在PDEVs的生物工程和靶向递送上，导致用肽、抗体或适配体等配体进行表面修饰，可以靶向受年龄、肌肉消耗或神经退行性变影响的组织。载荷可以特别设计用于在PDEVs内递送药物、siRNA、mRNA或基因编辑组件，从而提高治疗的特异性和功效。分子分析和生物标志物检测还使针对年龄相关疾病的PDEV治疗个性化成为可能。通过人工智能，PDEV载荷可以优化，通过最佳载荷组合预测最大递送效率并实现改进的安全性。

PDEVs在多个通路上同时发挥作用。因此，它们可以与经典治疗药物结合形成协同组合，增加功效，通过相互排斥的机制降低药物抵抗发展的风险，并减少可检测的副作用。将PDEVs从基础研究转化为临床治疗需要适当的分离和表征、遵循标准协议和GMP合规、广泛的临床前安全/有效研究以及向监管机构提交申请。系统应用这些策略对于充分挖掘PDEV基疗法的转化潜力至关重要。

8. 结论

PDEVs代表了一种有前途的新兴治疗平台，用于通过多种相互关联的生物机制治疗年龄相关疾病：调节关键信号通路和氧化还原平衡；影响细胞衰老和SASP；增强线粒体功能和能量代谢；调节自噬和线粒体自噬；维持肌肉蛋白质稳态。它们的多样化载荷，包括miRNAs、蛋白质、脂质和植物衍生的生物活性化合物，可实现表观遗传和转录组调控，支持跨王国通信和广泛的药理活性。它们可以穿越血脑屏障，并在与年龄相关的神经退行性疾病、心血管和血管功能障碍、代谢性疾病（如T2D、肥胖症）、皮肤衰老和肌肉骨骼疾病（如肌肉减少症、恶病质）方面显示出有希望的结果。它们比合成纳米载体和MEVs具有明显优势，包括卓越的生物相容性、低免疫原性、高稳定性，以及成本效益高和可持续大规模生产潜力。然而，标准化分离和表征、解决批次间变异性、确保GMP合规生产、保持监管状态是其过渡的必要条件。通过持续研究、技术创新和协调的监管努力解决这些问题，可以使PDEVs成为治疗年龄相关疾病的下一代安全、天然和有效的纳米药物。