目前,外泌体与中医药中的应用主要集中在外泌体作为中药单体递送系统和中医药通过调控外泌体治疗疾病等方面。本文概述了外泌体的生物学特点,讨论外泌体作为中药单体递送系统的优越性,总结近5年中药、中药复方及中医针灸中外泌体的作用,旨在进一步挖掘中医药发挥药效的作用机制,赋予中医药理论科学内涵,推动外泌体在中医药领域的发展和应用。

1外泌体的生物学特点

2外泌体递送中药单体治疗疾病

基于以上结果,外泌体为某些生物利用度有限、吸收差、代谢快、全身消除快,但具有确切疗效的中药单体提升了应用可能。特别是近年有研究者已成功用响应面法优化多烯紫杉醇外泌体的载药工艺[29],构建外泌体装载蛇床子素的载药体系,二者均具有良好的缓释性和靶向性[30],无不说明中药单体与外泌体结合的优越性,见图2。

3中医药调节外泌体治疗疾病

现代研究表明,外泌体本身是微环境中细胞间传递生物信息物质的重要载体。在中医络病理论中,外泌体的功能类似于“气络”,即在微观水平上承担气络行气津(转输成分)、感知信息(细胞间通讯)、调节机体内稳态(温养机体)作用,所以外泌体可以被理解为中医络病微观层面的生物学基础[31-32]。外泌体的研究虽属于微观分子学,但生物学特征与中医理论的整体观念不谋而合[33-34],机体细胞相互作用并分泌外泌体,从表观遗传角度调整人体全身,导致其结构发生形态学变化[35]。中药调节外泌体治疗疾病符合中医药理论,并可以进一步阐述中医药发挥作用的微观疗效机制,如现代研究表明,肿瘤细胞分泌的外泌体,可用作早期肿瘤筛查和复发监测指标[36-37]。

3.1抗肿瘤

超过300种中药虽被证明具有良好的抗肿瘤作用,但其作用机制并不明晰,而外泌体作为中间媒介物,可间接解释其作用效果。经姜黄素预处理肝癌细胞外泌体,可抑制肝癌细胞活力、阻滞细胞周期、促进细胞凋亡,具有抗细胞增殖效应[38]。目前,有研究者发现肿瘤外泌体是癌毒作用于肿瘤的生物基础,肿瘤外泌体的表观遗传调控作用类似于中医学中的后天养成作用,白术内酯I通过抑制信号转导和转录激活因子3(signaltransducerandactivatoroftranscription3,STAT3)/丙酮酸激酶M2(pyruvatekinaseM2,PKM2)/突触体相关蛋白23(synapticbody-relatedprotein23,SNAP23)通路,减少肿瘤外泌体的分泌,从而减少癌细胞白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的产生,发挥抗癌作用[39]。

相较于中药活性单体,中药复方通过外泌体阐述抗肿瘤的作用机制更加复杂化,中药复方可以通过影响外泌体多种途径发挥抗肿瘤作用,如影响多种信号通路干预外泌体,减少肿瘤外泌体的分泌,发挥间接抗肿瘤作用[40]。扶正抗癌方预处理M2型巨噬细胞外泌体后,可抑制上皮-间质转化,抑制人肺癌95D细胞转移[41]。健脾消癌方含药血清通过抑制外泌体介导的转化生长因子-β1(transforminggrowthfactor-β1,TGF-β1)/Smad信号通路,改善受人结肠癌HCT116细胞外泌体影响的结直肠肿瘤转移[42],也可以通过抑制结肠癌细胞外泌体中巨噬细胞迁移抑制因子(macrophagemigrationinhibitoryfactor,MIF)表达,降低人肝Kupffer细胞中TGF-β1表达,有效抑制结肠癌的肝转移[43]。

中药处方及其成分调节外泌体抗肿瘤作用途径可见表1。

3.2抗骨质疏松

雷公藤内酯作为临床广泛使用的抗骨质疏松药,Ji等[52]研究发现,雷公藤内酯通过调节circ-0110634外泌体,抑制强直性脊柱炎间充质干细胞生成破骨细胞。Li等[53]研究发现,雷公藤内酯通过与软骨细胞融合介导miR-221水平、炎症和Toll样受体4(Toll-likereceptor4,TLR4)/髓样分化因子88信号传导,下调滑膜细胞外泌体miR-221,促进软骨细胞增殖和分泌。

3.3护肝

针对中药复方干预外泌体治疗肝脏疾病目前仍处于起步阶段,主要研究集中在中药复方调节外泌体,影响miRNA表达。蒙荫杰等[68]研究表明,白花香莲解毒颗粒通过调节血浆外泌体miR-122的表达,抑制乙肝病毒的复制,改善肝功能,治疗阳性慢性乙型肝炎。茵陈蒿汤协同脐带间充质干细胞分泌的外泌体,在临床改善急性肝衰竭肝细胞焦亡,有较好的疗效[69]。

3.4减轻肺损伤

3.5改善不良妊娠

近年来研究者围绕如何提高外周血和卵巢中外泌体活性,改善卵巢功能早衰展开研究[73]。冯晓玲等[74]研究表明,补肾活血方通过调节胎盘外泌体胎盘碱性磷酸酶及四跨膜蛋白CD9、CD63,调整母胎界面的免疫平衡,增强子宫内膜容受性。陈贞月等[75]研究表明,补肾安胎复方通过调控p38MAPK信号通路,抑制滋养细胞对自然流产患者血清外泌体的摄取,进而逆转其对滋养细胞上皮间充质转化,改善不良妊娠结局。

3.6改善神经功能损伤

3.7保护心脏

中药单体可以通过影响内皮祖细胞或外泌体的生物学过程来实现心脏修复,被认为是治疗心脏相关疾病的热点治疗方法[84]。丹参酮IIA影响内皮祖细胞外泌体通过PI3K/Akt通路,保护血管内皮细胞氧化损伤,起协同增效作用[85]。姜黄素通过外泌体miR-92b-3p/KLF4轴,减轻心血管钙化[86]。

3.8皮肤修复

4外泌体在中医针灸调节机制中的作用

综上,外泌体与经络具有高度的相通性,均具备全身广泛分布、携带生命信息、靶向性、动态性、双向调节性等特点,既能反映机体生理功能,也可反映病理变化,外泌体作为细胞间相互通讯的重要载体,针灸会影响外泌体在体内的分布,外界针刺物理信息向体内化学信息转换的重要生物学基础[111],表明外泌体有望成为针灸治疗疾病的新机制[112],见图4。

5结语

目前外泌体在中医药领域的作用尚未完全阐明,限制了其进一步临床转化。此外,外泌体面临着生产成本高、可控性差等困境。外泌体与中医药的结合仍处于初期的研究阶段,但其潜力巨大,本文以外泌体为切入点,期待未来外泌体中医药领域发挥更大的作用,为临床治疗带来新的突破和希望。