2026年1月13日,天津医科大学张晓敏、李筱荣团队在国际权威期刊《自然·生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)上发表的一项研究成果表明,从不同细胞类型中分离出的新型小细胞内囊泡(Small Intracellular Vesicles,简称sIVs)在细胞摄取、药物递送效率以及视网膜神经保护方面,均显著优于目前广泛研究的细胞外囊泡(sEVs)。该研究为细胞衍生物在临床转化中的应用开辟了新的路径。
细胞外囊泡作为天然纳米载体,近年来在疾病诊断与治疗领域备受关注,但其产量低、分离过程复杂、异质性高等问题长期制约着临床转化的进程。针对这一瓶颈,天津医科大学眼科医院张晓敏、李筱荣研究团队开发了从多种细胞类型中高效分离细胞内囊泡的全新方案。细胞内囊泡,又名小细胞内囊泡(Small Intracellular Vesicles, 简称 sIVs)是一类存在于真核细胞内部的纳米级膜泡结构。作为由磷脂双分子层包裹的细胞内膜系统重要功能组分,sIVs直径约30-100纳米,主要承担细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输与信息传递。主要应用于细胞衍生物、先进治疗药品(ATMP)、靶向药物递送系统、无细胞治疗等方面。
研究数据显示,sIVs的直径约为30至100纳米,较细胞外囊泡具有更小的尺寸分布。在分离制备环节,sIVs的获取流程更为简便,无需超高速离心等繁琐步骤,且单位细胞产量显著提高,为规模化制备提供了技术基础。进一步的分子特征分析表明,sIVs携带独特的蛋白质和核酸组分,其膜表面分子构成与细胞外囊泡存在明显差异,这种独特的分子谱可能与其更强的生物功能密切相关。
在功能验证实验中,研究团队重点考察了脐带间充质干细胞来源的sIVs对视网膜变性疾病模型的治疗效果。结果发现,sIVs能够被靶细胞更高效地摄取,并携带神经保护性因子进入病变部位。机制研究表明,sIVs主要通过降低内质网应激水平,同时提供多种神经保护因子,从而有效缓解视网膜变性进程。相较于等剂量下的细胞外囊泡治疗组,sIVs治疗组在感光细胞存活率、视网膜结构完整性以及视觉功能恢复等指标上均表现出更优的疗效。
在药物递送应用方面,sIVs展现出作为新型靶向递送载体的潜力。其小尺寸特性有利于跨越体内多种生物屏障,而源自细胞内部的天然属性则赋予其良好的生物相容性。研究团队认为,sIVs在保留细胞外囊泡天然递送优势的同时,克服了后者在产量和制备工艺上的主要缺陷,有望成为传统生物纳米囊泡的优越替代品。
该研究得到国家相关科技计划项目的支持。审稿专家指出,这项工作首次系统比较了细胞内囊泡与细胞外囊泡在治疗应用中的差异,并提出了“sIVs”这一新概念,为细胞生物学和纳米医学交叉领域提供了新的研究方向。研究团队表示,后续将进一步完善sIVs的规模化生产与质量控制体系,推动该技术从实验室向临床应用转化,为糖尿病视网膜病变、年龄相关性黄斑变性等视网膜退行性疾病患者带来新的治疗选择。
据悉,《自然·生物医学工程》为国际生物医学工程领域顶级期刊,最新影响因子为26.7。该论文的发表标志着我国在细胞衍生物靶向递送研究领域取得重要进展。