Research progress of exosome drug loading system

WEN Wulong; ZHANG Weiye; ZHANG Junhao; LIANG Xiao; XIAO Zhan; SUN Xin; YANG Jing; WANG Rui

doi:10.6039/j.issn.1001-0408.2023.10.23

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Research progress of exosome drug loading system

更新时间：2025-09-27

- Research progress of exosome drug loading system
- ZHONGGUO YAOFANG Vol. 34, Issue 10, Pages: 1271-1275(2023)
- 作者机构：
  
  1.黑龙江中医药大学药学院，哈尔滨　150040
  2.黑龙江中医药大学基础医学院，哈尔滨　150040
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.6039/j.issn.1001-0408.2023.10.23
  CLC： R943
- Received：16 November 2022，
  
  Revised：2023-04-23，
  
  Accepted：27 April 2023，
  
  Published：30 May 2023
- 稿件说明：
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文武龙,张炜烨,张筠昊,等.外泌体载药系统的研究进展[J].中国药房,2023,34(10):1271-1275.

WEN Wulong,ZHANG Weiye,ZHANG Junhao,et al.Research progress of exosome drug loading system[J].ZHONGGUO YAOFANG,2023,34(10):1271-1275.
文武龙,张炜烨,张筠昊,等.外泌体载药系统的研究进展[J].中国药房,2023,34(10):1271-1275. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2023.10.23.

WEN Wulong,ZHANG Weiye,ZHANG Junhao,et al.Research progress of exosome drug loading system[J].ZHONGGUO YAOFANG,2023,34(10):1271-1275. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2023.10.23.

摘要

外泌体是一种由多种细胞分泌且具有脂质双层膜结构的囊性小泡，其具有良好的生物相容性、高靶向性和高稳定性，是药物递送系统中具有极大发展潜力的天然纳米级药物载体。本文对外泌体及其特性、外泌体载药途径及方法、工程化外泌体载药系统靶向治疗疾病的设计策略及外泌体载药系统在多种疾病治疗中的应用现状进行综述。外泌体载药途径可分为外源性和内源性两大类，常用的外泌体载药方法包括电穿孔法、共孵育法、超声法等；工程化外泌体载药系统可以进一步提高载药量，增强药物的靶向性，主要通过基因工程技术、物理修饰法、化学修饰法等途径对外泌体进行表面修饰。外泌体载药系统为关节炎类、肿瘤类、脑部等疾病的靶向治疗提供了新思路。

Abstract

Exosome is a kind of vesicle secreted by a variety of cells with lipid bilayer membrane structure， which has good biocompatibility， high targeting and high stability， and is a natural nanoscale drug carrier with great development potential in drug delivery system. In this paper， exosomes and their properties， exosome drug delivery pathways and methods， the design strategy of engineered exosome drug delivery systems for targeted disease therapy， and the application of exosome drug delivery systems in the treatment of a variety of diseases were reviewed. Exosome drug delivery pathways could be divided into two categories： exogenous and endogenous. Common exosome drug delivery methods included electroporation， co-incubation， and ultrasound. Engineered exosome drug delivery system can further improve drug loading and enhance drug targeting. The main way of engineering is to modify exosome surface through genetic engineering technology， physical modification， chemical modification， etc. Exosome drug delivery system provides a new idea for targeted therapy of arthritis， tumor， brain and other diseases.

关键词

Keywords

references

HE C J ， ZHENG S ， LUO Y ， et al . Exosome theranostics：biology and translational medicine [J ] . Theranostics ， 2018 ， 8 （ 1 ）： 237 - 255 .

KORITZINSKY E H ， STREET J M ， STAR R A ， et al . Quantification of exosomes [J ] . J Cell Physiol ， 2017 ， 232 （ 7 ）： 1587 - 1590 .

YANG Z G ， SHI J F ， XIE J ， et al . Large-scale generation of functional mRNA-encapsulating exosomes via cellular nanoporation [J ] . Nat Biomed Eng ， 2020 ， 4 （ 1 ）： 69 - 83 .

XU M Q ， YANG Q H ， SUN X D ， et al . Recent advancements in the loading and modification of therapeutic exosomes [J ] . Front Bioeng Biotechnol ， 2020 ， 8 ： 586130 .

YAN F L ， ZHONG Z R ， WANG Y ， et al . Exosome-based biomimetic nanoparticles targeted to inflamed joints for enhanced treatment of rheumatoid arthritis [J ] . J Nanobiotechnology ， 2020 ， 18 （ 1 ）： 115 .

郝慧强，李姝赟，郭松佳，等 . 外泌体生物学发生机制的研究进展 [J ] . 山东医药， 2021 ， 61 （ 19 ）： 109 - 112 .

JOHNSTONE R M ， ADAM M ， HAMMOND J R ， et al . Vesicle formation during reticulocyte maturation. Association of plasma membrane activities with released vesicles：exosomes [J ] . J Biol Chem ， 1987 ， 262 （ 19 ）： 9412 - 9420 .

PATHAN M ， FONSEKA P ， CHITTI S V ， et al . Vesiclepedia 2019：a compendium of RNA，proteins，lipids and metabolites in extracellular vesicles [J ] . Nucleic Acids Res ， 2019 ， 47 （ D1 ）： D516 - D519 .

CONDE-VANCELLS J ， RODRIGUEZ-SUAREZ E ， EMBADE N ， et al . Characterization and comprehensive proteome profiling of exosomes secreted by hepatocytes [J ] . J Proteome Res ， 2008 ， 7 （ 12 ）： 5157 - 5166 .

ZHANG Z X ， MI T ， JIN L M ， et al . Comprehensive proteomic analysis of exosome mimetic vesicles and exosomes derived from human umbilical cord mesenchymal stem cells [J ] . Stem Cell Res Ther ， 2022 ， 13 （ 1 ）： 312 .

KALLURI R ， LEBLEU V S . The biology， function， and biomedical applications of exosomes [J ] . Science ， 2020 ， 367 （ 6478 ）： eaau6977 .

PÉREZ-BOZA J ， LION M ， STRUMAN I . Exploring the RNA landscape of endothelial exosomes [J ] . RNA ， 2018 ， 24 （ 3 ）： 423 - 435 .

袁雪梅，罗丰，李春香，等 . 不同来源外泌体在类风湿关节炎中的研究进展 [J ] . 风湿病与关节炎， 2022 ， 11 （ 11 ）： 63 - 67 .

蔡雨孜，崔换天，王丽，等 . 间充质干细胞外泌体作用机制的研究进展 [J ] . 天津中医药大学学报， 2019 ， 38 （ 5 ）： 512 - 517 .

陈晓峰，王开元，梁芳铭，等 . 外泌体递药系统及其在肿瘤治疗中的应用 [J ] . 化学进展， 2022 ， 34 （ 4 ）： 773 - 786 .

洪婷，薛晓梅，何斌 . 内源性外泌体作为纳米载药系统在心肌缺血治疗中的研究进展 [J ] . 上海交通大学学报（医学版）， 2018 ， 38 （ 8 ）： 985 - 989，984 .

李思迪，侯信，亓洪昭，等 . 外泌体：为高效药物投递策略提供天然的内源性纳米载体 [J ] . 化学进展， 2016 ， 28 （增刊2 ）： 353 - 362 .

杨宇亮，黄钟明，李喜亮，等 . 外泌体递送载体在肿瘤光学治疗研究进展 [J ] . 药学学报， 2023 ， 58 （ 3 ）： 506 - 515 .

CHEN H Z ， WANG L Y ， ZENG X L ， et al . Exosomes，a new star for targeted delivery [J ] . Front Cell Dev Biol ， 2021 ， 9 ： 751079 .

XU M ， FENG T ， LIU B W ， et al . Engineered exosomes：desirable target-tracking characteristics for cerebrovascular and neurodegenerative disease therapies [J ] . Therano-stics ， 2021 ， 11 （ 18 ）： 8926 - 8944 .

邵钰柔，王宇彤，陈志鹏 . 细胞外囊泡的表面修饰及其在中药活性成分递送中的应用 [J ] . 南京中医药大学学报， 2020 ， 36 （ 4 ）： 561 - 566 .

CHOI H ， CHOI Y ， YIM H Y ， et al . Biodistribution of exosomes and engineering strategies for targeted delivery of therapeutic exosomes [J ] . Tissue Eng Regen Med ， 2021 ， 18 （ 4 ）： 499 - 511 .

ARMSTRONG J P K ， HOLME M N ， STEVENS M M . Re-engineering extracellular vesicles as smart nanoscale therapeutics [J ] . ACS Nano ， 2017 ， 11 （ 1 ）： 69 - 83 .

LIANG Y J ， XU X ， LI X F ， et al . Chondrocyte-targeted microRNA delivery by engineered exosomes toward a cell-free osteoarthritis therapy [J ] . ACS Appl Mater Interfaces ， 2020 ， 12 （ 33 ）： 36938 - 36947 .

BATINIĆ P M ， ĐORĐEVIĆ V B ， STEVANOVIĆ S I ， et al . Formulation and characterization of novel liposomes containing histidine for encapsulation of a poorly soluble vitamin [J ] . J Drug Deliv Sci Technol ， 2020 ， 59 ： 101920 .

HE F ， LIU H ， GUO X G ， et al . Direct exosome quantification via bivalent-cholesterol-labeled DNA anchor for signal amplification [J ] . Anal Chem ， 2017 ， 89 （ 23 ）： 12968 - 12975 .

LI X ， XIONG Y Z . Application of “click” chemistry in biomedical hydrogels [J ] . ACS Omega ， 2022 ， 7 （ 42 ）： 36918 - 36928 .

SMYTH T ， PETROVA K ， PAYTON N M ， et al . Surface functionalization of exosomes using click chemistry [J ] . Bioconjug Chem ， 2014 ， 25 （ 10 ）： 1777 - 1784 .

SATO Y T ， UMEZAKI K ， SAWADA S ， et al . Engineering hybrid exosomes by membrane fusion with liposomes [J ] . Sci Rep ， 2016 ， 6 ： 21933 .

LIANG Y J ， XU X ， XU L M ， et al . Chondrocyte-specific genomic editing enabled by hybrid exosomes for osteoarthritis treatment [J ] . Theranostics ， 2022 ， 12 （ 11 ）： 4866 - 4878 .

杨丽，刘荣华，黄四碧，等 . 类风湿性关节炎的发病机制及治疗药物研究进展 [J ] . 中国药房， 2021 ， 32 （ 17 ）： 2154 - 2159 .

SONG C Y ， XU Y G ， LU Y Q . Use of Tripterygium wilfordii Hook F for immune-mediated inflammatory di-seases：progress and future prospects [J ] . J Zhejiang Univ Sci B ， 2020 ， 21 （ 4 ）： 280 - 290 .

RAO Q ， MA G C ， LI M ， et al . Targeted delivery of triptolide by dendritic cell-derived exosomes for colitis and rheumatoid arthritis therapy in murine models [J ] . Br J Pharmacol ， 2023 ， 180 （ 3 ）： 330 - 346 .

TIAN Y H ， LI S P ， SONG J ， et al . A doxorubicin delivery platform using engineered natural membrane vesicle exosomes for targeted tumor therapy [J ] . Biomaterials ， 2014 ， 35 （ 7 ）： 2383 - 2390 .

TIAN T ， ZHANG H X ， HE C P ， et al . Surface functiona-lized exosomes as targeted drug delivery vehicles for cerebral ischemia therapy [J ] . Biomaterials ， 2018 ， 150 ： 137 - 149 .

WASSMER S J ， CARVALHO L S ， GYÖRGY B ， et al . Exosome-associated AAV2 vector mediates robust gene delivery into the murine retina upon intravitreal injection [J ] . Sci Rep ， 2017 ， 7 ： 45329 .

SONG Y ， ZHANG C ， ZHANG J X ， et al . Localized injection of miRNA-21-enriched extracellular vesicles effectively restores cardiac function after myocardial infarction [J ] . Theranostics ， 2019 ， 9 （ 8 ）： 2346 - 2360 .

ZHONG J ， XIA B Z ， SHAN S B ， et al . High-quality milk exosomes as oral drug delivery system [J ] . Biomaterials ， 2021 ， 277 ： 121126 .

ZHAO C W ， SONG W X ， MA J ， et al . Macrophage-derived hybrid exosome-mimic nanovesicles loaded with black phosphorus for multimodal rheumatoid arthritis therapy [J ] . Biomater Sci ， 2022 ， 10 （ 23 ）： 6731 - 6739 .

CAI Y ， ZHANG L X ， ZHANG Y J ， et al . Plant-derived exosomes as a drug-delivery approach for the treatment of inflammatory bowel disease and colitis-associated cancer [J ] . Pharmaceutics ， 2022 ， 14 （ 4 ）： 822 .

朱卫丰，王雅琦，吴文婷，等 . 中药穴位贴敷的现代研究进展 [J ] . 中国中药杂志， 2023 ， 48 （ 3 ）： 579 - 587 .

邓凯烽，尚鑫阳，朱圣旺，等 . 穴位注射改善膝骨关节炎患者疼痛及关节功能的Meta分析 [J ] . 中国组织工程研究， 2020 ， 24 （ 18 ）： 2879 - 2887 .

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