2025年7月16日,中国科学院上海药物研究所张继稳团队在Journal of Controlled Release在线发表了题为“Alleviation of dry eye disease with lyophilized extracellular vesicles”的研究论文。
干眼病(DED)是一种常见的眼部疾病,全球数以百万计的人群受到影响,亟需开发新的治疗策略,实现有效治疗。细胞外囊泡(EVs)对DED有治疗潜力,但因储存稳定性等问题限制了临床应用。
该研究提出一种新的策略,首次将天然渗透调节剂依克多因(ectoine)作为保护剂,应用于牛乳源细胞外囊泡(mEVs)的冻干处理,对冻干后mEVs的稳定性进行评价,并将冻干mEVs应用于DED的治疗研究。
1.依克多因对细胞外囊泡具有冻干保护作用
该研究通过测定β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性评估mEVs稳定性(图1 A-C),结果显示冻干处理后,依克多因组显著提高了β-Gal酶活性的保留。荧光共振能量转移(FRET)分析显示(图1 E-G),1.5%依克多因能维持DiO/DiI共标记mEVs的稳定能量转移效率。长期稳定性实验结果(图1 H,I)显示,不做任何处理的mEVs在4℃储存60天后,粒径明显增大,且颗粒数减少,而冻干mEVs在同样条件储存后粒径和颗粒数变化最小。
图1 冻干mEVs的稳定性分析
在体外细胞实验中,冻干mEVs能有效保护人角膜上皮细胞免受高渗条件损伤。因此,依克多因能维持mEVs冻干后的结构稳定性,是一种极具潜力的细胞外囊泡(mEVs)冻干保护剂。
2.冻干细胞外囊泡的药效学评估
该研究将冻干mEVs应用于DED的治疗进行药效学评估。采用0.15%苯扎氯铵(BAC)诱导新西兰兔DED模型,将造模的新西兰兔分为模型组(PBS)、单独依克多因组和冻干mEVs组。角膜染色评分显示(图2 C,D),冻干mEVs组角膜染色评分(1.50±1.64)显著低于单独依克多因组(4.80±2.40)和模型组(6.50±5.17),说明其促进角膜上皮修复的效果更优。泪液分泌测量显示(图2 B),冻干mEVs组(11.5±1.64mm)和单独依克多因组(11.0±1.29mm)均显著高于PBS组(6.00± 0.91mm),接近正常水平(13.2±2.12mm),表明冻干mEVs能促进DED兔的角膜和结膜修复,促进泪液分泌。
图2冻干mEVs对兔DED的治疗效果
3.小结
依克多因(Ectoin,1,4,5,6-四氢-2-甲基-4-羧酸) 为天冬氨酸的衍生物。目前已用于海露亦蔻®等滴眼液中,具有修复眼部损伤,具有保湿、抗炎、抗过敏、修复和再生的作用,可以稳定泪膜,减少发炎和过敏的作用。除此之外,在鼻喷、喉喷中也有相关应用。
外泌体(exosomes)属于细胞外囊泡(EVs)的一个亚型。近几年,外泌体凭借优异的生物相容性、低免疫原性、天然跨屏障能力以及可装载蛋白、核酸、小分子药物的多重优势,在药物递送领域展现出巨大的应用潜力。
但外泌体脂质双分子层结构对环境条件高度敏感,液态制剂极易发生囊泡聚集、膜破裂、内容物泄露与生物活性衰减;现有保存方式高度依赖-80℃超低温冷链,反复冻融还会进一步破坏其理化性质与生物学功能,严苛的储运条件显著制约其从实验室走向产业化与临床转化。因此,开发可摆脱深度冷链、实现长期稳定储存的外泌体冻干制剂,是突破外泌体药物递送产业化瓶颈亟待解决的关键方向。
上述研究证明依克多因作为冻干保护剂,可有效保存EVs的结构和生物学活性,为EVs的稳定储存提供了解决方案。不难推断,依克多因有潜力作为外泌体(exosomes)的冻干保护剂。这或许是外泌体相关企业制剂研发人员值得考虑和尝试的一个方向。
艾伟拓全新推出注射级依克多因,已完成CDE登记并公示,登记号 F20260000188。GMP级别现货供应,高纯低杂,严控微生物限度,助力新型眼用制剂及外泌体制剂研发生产!