神奇的“植物外泌体”？铁皮石斛衍生的纳米囊泡登顶顶刊，揭示皮肤再生新密码！

    在中医里，铁皮石斛（Dendrobium officinale）一直被视为“滋阴圣品”。但你是否想过，这种名贵的中药材，未来或许能成为治疗烧伤、溃疡甚至顽固性皮肤病的“神药”？

    近日，国际权威期刊《Journal of Nanobiotechnology》发表了一篇题为“Dendrobium officinale-derived nanovesicles: a natural therapy for comprehensive regulation of angiogenesis, inflammation, and tissue repair to enhance skin wound healing”的文章，揭示了铁皮石斛来源的纳米囊泡（DO-NVs）在皮肤伤口愈合中的惊人机制。它不仅证实了中药的现代科学内涵，更为我们带来了一种全新的治疗策略。

今天，就让我们一起揭开这层神秘的面纱。

 

一、什么是“植物纳米囊泡”？

    在解读这项研究之前，我们需要先认识一个新概念——植物源性纳米囊泡（PDNVs）。

    你可以把它想象成植物细胞分泌的“微型快递车”。这些囊泡直径通常在100-300纳米之间，由磷脂双分子层构成，内部包裹着母体植物特有的活性成分（如miRNA、蛋白质、脂质和次级代谢产物）。

核心发现：

    研究人员从铁皮石斛中成功分离并鉴定了这种纳米囊泡（DDNVs），实验发现，这些来自植物的“小囊泡”不仅生物相容性极好，而且能够被人体的皮肤细胞高效摄取。除此之外，还发现DDNVs可以促进血管生成、改善组织修复和调节炎症，在增强皮肤伤口愈合方面展现出强大的潜力。这些发现支持DDNVs作为新型植物衍生新药用于慢性创伤治疗和皮肤再生的临床开发。

图1 DDNVs的提取、表征与分析。(A) 使用不同离心梯度提取石斛来源的DDNVs。(B) 通过差速离心后蔗糖梯度超速离心实现 DDNV 纯化。超速离心过程中，蔗糖梯度分为四层，浓度依次为15%、30%、45%和60%，从上至下。超速离心后，DDNVs主要定位于60%蔗糖梯度层。(C) 从60%蔗糖梯度层收集的石斛来源纳米囊泡的透射电子显微镜图像。(D) 使用纳米颗粒跟踪分析（NTA）分析DDNVs的大小和浓度（比例尺=200 nm）。

 

二、三管齐下：它是如何“修复”皮肤的？

    这项研究最令人兴奋的地方在于，DDNVs 并不是单一地促进伤口闭合，而是通过“抗炎、促血管生成、促组织修复”三个维度进行综合调控。

图2. 示意图显示DDNVs在促进皮肤创面新生血管形成与组织修复的同时减轻炎症的作用

 

 

01、DDNVs在体内促进皮肤伤口愈合：通过CD31表达和胶原蛋白合成促进组织修复

    伤口愈合的第一步是控制炎症，如果炎症反应过激，伤口就会红肿、化脓，甚至经久不愈。在皮肤创伤模型中，皮下注射DDNVs在10天内显著加速了伤口愈合并改善了组织修复，相比对照组（见图3B和C）。在关键时间段（第0、3、6和10天），DDNVs组伤口愈合更快。到第10天，它们的伤口几乎完全愈合，表现优于对照组。新生血管形成对伤口愈合至关重要，于第10天通过CD31免疫荧光染色评估，该染色标志着新血管的形成。免疫荧光分析显示，DDNVs处理的组织CD31信号比对照组更强，暗示血管新生增加（见图3D和E）。这凸显了DDNV增强伤口新生血管形成的潜力。第10天，使用HE和Masson三色染色进行组织学分析显示，DDNVs治疗的伤口表皮层较薄，胶原沉积更多（见图4）。这些发现表明DDNVs通过促进胶原蛋白沉积和组织修复，加速伤口愈合。

图3. DDNVs局部应用对小鼠模型皮肤创面愈合的影响。(A) 将PKH26标记的DDNVs注射到小鼠背部皮肤中，并在注射后24小时收集组织样本。PKH26标记的DDNVs呈现红色，而细胞核染成蓝色（比例尺=200 μm）。(B) 在小鼠背部制造全层皮肤切除创面，随后每日用200 µL 的DDNVs（10 mg/mL）处理，直至创面完全闭合。(C) 观察期内小鼠创面愈合百分比。(D) 小鼠皮肤组织中CD31的免疫荧光染色，CD31显示为红色，细胞核染成蓝色（比例尺=100 μm）。(E) 对CD31染色的平均荧光强度进行定量分析。结果基于三次或更多独立实验的数据。统计学显著性表示为p<0.05、p<0.01和 p<0.001 与对照组相比。

图4. 小鼠模型局部应用DDNVs后皮肤组织的形态学分析。(A) 皮肤组织切片的HE染色以评估组织形态，包括 DDNV 处理后的表皮厚度（比例尺=200 μm）。(B) 统计图显示从HE染色的皮肤组织切片中得出的表皮厚度。(C) 皮肤组织切片的Masson染色以分析DDNVs处理组织中的胶原蛋白表达（比例尺=200 μm）。(D) 统计图显示从Masson染色的皮肤组织切片中得出的胶原蛋白体积分析。结果代表三次或更多独立实验的数据，统计学显著性表示为**p<0.01 和 *** p<0.001 与对照组相比。

 

02、DDNVs可以促细胞增殖、迁移及血管生成

    对于大面积烧伤或糖尿病足溃疡，最大的难点在于局部血管坏死，营养送不进去。

    通过对不同DDNV浓度下的EdU阳性细胞的定量分析显示，治疗组的增殖显著增加，伤口愈合检测显示，DDNVs促进了HUVECs和HaCaT细胞的迁移。起初，划痕区域无差异，但24小时后，DDNV处理细胞的闭合明显高于对照组（5A–D）。为进一步探讨DDNVs的血管生成潜力，进行了利用HUVECs的管状形成测定，研究结果显示，DDNVs处理的HUVECs管状结构显著增加（图5E）。与未治疗对照组相比，DDNV处理的HUVECs分支点数量明显增加，表明血管生成增强（图5F）。

图5.DDNVs对迁移能力和血管生成活性的影响（A） 不同浓度DDNV对处理后HUVEC迁移能力的影响（比例尺=100μm）。（B）对不同浓度DDNVs处理的HUVEC迁移能力进行统计分析。（C）不同浓度DDNVs对HaCaT细胞迁移能力的影响（Scale bar = 100 μm）。（D）DDNVs处理后HaCaT细胞迁移能力的统计分析。（E）不同浓度的DDNVs对HUVECs血管生成能力的影响（比例尺=200μm。（F）对不同浓度DDNVs处理的HUVECs血管生成能力进行统计分析。这些结果来自三个或更多独立实验，结果一致（对照组为：*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001）。

 

03、DDNVs激活AKT/eNOS信号通路并调节血管生成基因表达

    本研究还考察了DDNVs如何影响AKT/eNOS通路中的关键蛋白，以及HUVECs中VEGFR-2和ICAM-1的表达。DDNVs在所有浓度下都能增加AKT/eNOS通路中的蛋白质磷酸化，中间水平效果最为显著。VEGFR-2在低浓度和高浓度下均有上升，而ICAM-1在中等浓度下表现显著下降（图6A），统计分析显示，DDNVs显著增加VEGFR-2表达，激活AKT/eNOS通路，并降低ICAM-1表达（*p < 0.05，***p < 0.001）（图6B和E）。qRT-PCR结果（图6F–H）表明DDNVs（2.5×10^8颗粒/mL）显著上调了HUVECs中eNOS和VEGFR-2 mRNA水平，并下调了ICAM-1 mRNA表达（*p < 0.05）。研究显示DDNVs促进血管生成相关基因表达，并降低HUVEC中炎症相关基因表达。

图6. DDNVs对AKT/eNOS信号通路激活及HUVEC中血管生成相关基因表达的影响。（A）对参与AKT/eNOS信号通路的目标蛋白进行WB分析。（B-E）对AKT、磷酸化AKT（p-AKT）、ICAM-1、eNOS和磷酸化eNOS（p-eNOS）蛋白质水平进行统计分析。（F-H）在不同浓度DDNVs处理后，HUVECs中eNOS、血管内皮生长因子受体2（VEGFR-2，n=7）和细胞间粘附分子1（ICAM-1，n=3 ）mRNA的表达水平。 这些结果来自三个或更多独立实验，结果一致（与对照组相比：*p < 0.05，***p < 0.001）。

 

三、为什么它比传统药物更有优势？

植物来源外泌体它相比传统的细胞治疗或化学药物，有着天然的优势：

维度	传统化学药物/生长因子	植物纳米囊泡 (DDNVs)
安全性	可能有免疫排斥或副作用	天然来源，生物相容性极高，低免疫原性
稳定性	蛋白质易降解，半衰期短	囊泡结构保护内容物，耐酸碱、耐酶解
成本	合成或提取成本高	源于天然植物，提取工艺成熟，成本低廉
给药方式	常需注射	可能实现透皮给药（凝胶/喷雾），无痛便捷

 

四、深度思考：从“神农尝百草”到“纳米级精准医疗”

    这项研究的意义，远不止于发现了一种新药，它更重要的价值在于打通了中西医的“任督二脉”。

    1.中药现代化的典范： 它用现代科学语言解释了为什么铁皮石斛能“生津养胃、滋阴清热”。原来，起作用的不仅仅是某种单一的化学成分，更是这些具有复杂调控能力的纳米级囊泡。

    2.天然的“药物载体”： 铁皮石斛囊泡本身具有治疗作用，同时其磷脂双分子层结构还可以作为载体，装载其他难溶性药物（如姜黄素、紫杉醇等），实现“1+1>2”的协同治疗。

    3.普惠医疗的希望： 相比于动辄数千元的生物制剂，植物提取物的成本极低。未来，这种“从田间地头到病床”的疗法，有望让昂贵的再生医学变得像创可贴一样普及。

 

五、总结

    虽然目前这项研究主要是在细胞和动物模型中进行验证，距离我们用上成品药还有一段路要走（需要经过严格的临床试验），但它无疑为我们指明了一个充满希望的方向。也许在不久的将来，当我们被烫伤或划伤时，涂抹的不再是传统的药膏，而是一层富含植物纳米囊泡的智能凝胶，让皮肤在不知不觉中快速、无痕地愈合。

这就是纳米医学的魅力，也是古老中医智慧在现代科技下的华丽转身。

参考文献：Tu J, Xu L, Guo Y, Zhang M, Gan M, Bao X, Yang R, Liu H, Lin F. Dendrobium officinale-derived nanovesicles: a natural therapy for comprehensive regulation of angiogenesis, inflammation, and tissue repair to enhance skin wound healing. Bioresour Bioprocess. 2025 Jul 12;12(1):74.