本文重点摘要
《Current Drug Delivery》发表综述指出,细胞外囊泡为眼科的干预提供了 "独特的优势":
1)能递送治疗性货物、减少副作用、从而提高干预效果;
2)携带 microRNA、生长因子、抗氧化剂等多种生物活性分子,调节细胞过程、促进眼组织修复;
3)在角膜修复、视网膜保护、神经再生等方面展现巨大潜力;
4)能保护视网膜细胞、为视神经"续命"、抑制糖网的炎症与异常血管,正从实验室走向临床,成为眼科的新选项。
本期撰文:中山大学 浅蓝
本文审核专家:江苏大学附属医院 李晶教授
你知道吗?全球至少有 22 亿人正遭受视力受损或失明的困扰,而其中相当一部分 —— 青光眼、年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变 —— 至今仍缺乏根治手段。
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眼药水只能缓解症状,激光和手术有创且风险不小,抗 VEGF 针剂需要反复往眼睛里打,还可能在晚期失效。
近年来,一种直径仅 30~150 纳米的微小囊泡,正在眼科领域掀起一场静悄悄的革命。它就是外泌体(Exosomes)—— 细胞分泌的 "纳米快递包裹",携带着蛋白质、RNA、脂质等 "货物",在细胞间穿梭传递信息。
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图 1:常见眼科疾病及相关病症分类概览(图源:Dwivedi et al., Current Drug Delivery, 2026)(参考文献1)
近期,Ashish Ranjan Dwivedi团队等人在“Current Drug Delivery”上发表的综述表明了外泌体在角膜修复、视网膜保护、神经再生等方面展现出巨大的潜力,甚至已经进入了人体临床试验阶段。
今天,我们就来深度拆解:外泌体到底是什么?它如何在眼睛里 "工作"?又在哪些致盲性眼病中取得了突破?
细胞外囊泡的天然优势
简单来说,它是一个由脂质双分子层包裹的球形纳米囊泡,直径大约在 30 到 150 纳米之间 —— 比红细胞小几百倍。
别看它个头小,里面的 "货物" 却异常丰富:蛋白质(如四跨膜蛋白 CD9、CD63、CD81,热休克蛋白 HSP70 等)、脂质、mRNA、microRNA、甚至 DNA 片段。
膜表面还携带着受体蛋白、黏附分子和信号分子,就像快递包裹上的 "地址标签",决定了它要被送到哪个细胞。
外泌体最迷人的地方在于它的 "天然优势":
敲重点
首先,它来自人体自身细胞,免疫原性极低,不容易引发排斥反应;
其次,脂质双分子层让它在体液中非常稳定,能保护内部货物不被酶降解;
第三,它能穿越血眼屏障等生理屏障,精准到达目标组织;
最后,它的循环时间长、细胞摄取效率高,作为药物载体比传统纳米颗粒更有优势。
正是这些特性,让细胞外囊泡从曾经的 "细胞垃圾" 摇身一变,成为了再生医学和靶向给药领域的明星。
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图 2:外泌体的结构与组成 —— 包含蛋白质、核酸、脂质、受体等多种生物活性分子(图源:Dwivedi et al., Current Drug Delivery, 2026)(参考文献1)
释放到细胞外的外泌体,会通过体液(血液、泪液、房水、玻璃体等)到达目标细胞。"签收" 的方式有几种:最常见的是外泌体表面的配体与靶细胞表面的受体结合,触发受体介导的内吞作用,被整个 "吞" 进去;也可以通过吞噬作用被摄取;还有一种更直接的方式 —— 外泌体与靶细胞膜直接融合,把货物 "倒" 进细胞质里。
下图所示的为外泌体的生物发生、释放与细胞间通讯全过程。
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图 3:外泌体的生物发生、释放与细胞间通讯全过程(图源:Dwivedi et al., Current Drug Delivery, 2026)(参考文献1)
细胞外囊泡:从角膜到视网膜的全面出击
了解了原理,我们进入最核心的部分:外泌体到底在哪些眼科疾病中发挥了作用?效果如何?目前研究最多的,主要集中在以下五大类疾病。
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图 7:外泌体在眼科疾病中的应用全景 —— 从体外研究、动物实验到临床试验(图源:Dwivedi et al., Current Drug Delivery, 2026)(参考文献1)
1. 年龄相关性黄斑变性(AMD):守住中心视力的 "最后防线"
AMD 是老年人致盲的首要原因,分为干性和湿性两种。
目前湿性 AMD 的标准疗法是抗 VEGF 玻璃体腔注射,但对晚期患者效果有限,还可能导致严重视力下降。
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图 4:正常眼、干性 AMD(玻璃膜疣沉积)与湿性 AMD(出血 / 液体渗漏)的外貌及眼底对比(图源:英国黄斑病变协会(Macular Society)官网的科普页面)
研究发现,间充质干细胞来源的外泌体(MSC-EVs)能通过激活Nrf2 信号通路,保护视网膜色素上皮细胞(RPE)免受氧化应激损伤,同时提高 Bcl-2/Bax 比值抑制细胞凋亡。在 NaIO₃诱导的视网膜损伤模型中,预先给予 MSC-EVs 能显著保护视网膜形态。
研究人员还发现,从 MSC 中提取的外泌体富含 CD63、CD90 等标志物,能在蓝光刺激的 RPE 细胞中显著下调 VEGF-A 的 mRNA 和蛋白表达。
在激光诱导的脉络膜新生血管(CNV)小鼠模型中,玻璃体腔注射这些外泌体能通过下调 VEGF-A 改善视觉功能和 CNV 的组织结构。
敲重点
由此可知:细胞外囊泡对对眼睛有两大作用:一是保护视网膜细胞,减少细胞死亡;二是抑制诱发眼底病变的血管生长因子。
动物实验中已证实能减轻视力损伤。
2.青光眼:为视网膜神经节细胞 "续命"
青光眼的核心病理是视网膜神经节细胞(RGC)的进行性死亡和轴突变性,最终导致不可逆的视力丧失。
目前的降眼压治疗(眼药水、激光、手术)只能延缓,无法逆转已经发生的神经损伤。
外泌体在青光眼领域的研究,主要围绕神经保护展开。
在大鼠视神经压榨(ONC)模型中发现,玻璃体腔注射MSC-EVs 能显著促进 RGC 存活和轴突再生。在 DBA/2J 青光眼模型小鼠中,每月一次、连续 9 个月的玻璃体腔注射,能将 RGC 功能维持到 6 月龄,并减少视神经轴突变性。
研究还发现,用视网膜条件培养基和 TNFα"预处理"MSC,能让外泌体携带更多的 PEDF 和 VEGF-AA,神经保护效果更强。
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图 5:青光眼发病机制全景——房水流出受阻致 IOP 升高,进而引发 RGC 丢失、RNFL 变薄、ONH 杯状凹陷及轴突丢失,最终影响大脑视觉中枢(图源:Li et al., Cells, 2023, 12(20):2452, CC BY 4.0)(参考文献2)
敲重点
青光眼会慢慢“杀死”视网膜里的神经细胞,造成不可逆的视力丧失,现有的降眼压治疗只能延缓、救不回已死的神经。
而外泌体能保护这些神经细胞、促进再生。动物实验中定期注射,视神经功能维持了近半年,退化明显减少。
3.糖尿病视网膜病变:控制 "糖网" 的炎症与血管异常
糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病最常见的微血管并发症,也是工作年龄人群致盲的首要原因。
增殖性 DR 还会引发糖尿病性黄斑水肿,严重损害视力。
研究显示, MSC 来源的外泌体富含 miRNA 和蛋白质,经过 12 周的结膜下注射,能让糖尿病模型兔的视网膜层结构恢复到接近正常 —— 但有趣的是,静脉注射却没有效果,说明给药途径至关重要。
还有研究表明,间充质干细胞外泌体能通过增加 miRNA-21 表达、抑制 p38 MAPK 信号通路,保护 β 细胞免受缺氧诱导的凋亡。
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图 6:糖尿病视网膜病变的病理血管变化——从正常血管到早期(血视网膜屏障破坏、炎症、血流改变)再到晚期(周细胞丢失、内皮损伤、基底膜增厚、缺氧与新生血管化)的进展全过程(图源:IJPS, 2024)(参考文献3)
细胞外囊泡在眼科领域的临床现状
截至目前,全球已有多项外泌体或 MSC 相关的眼科疗法进入临床试验阶段。让我们来看几个代表性的试验:
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小结
正如这篇发表在《Current Drug Delivery》上的综述所指出的:外泌体为眼科疾病的干预提供了 "额外的优势"—— 它们能递送治疗性货物、可能减少副作用、从而提高治疗效果;它们能携带 microRNA、生长因子、抗氧化剂等多种生物活性分子,调节细胞过程、促进眼组织修复。或许在不远的将来,当你或家人面对眼部健康问题时,医生手里除了眼药水和手术刀,还会多一种选择 ——装载着希望的 "细胞外囊泡"。
参考文献:
1. Dwivedi AR, Murti Y, Rawat P, et al. Exploring the Insights on Exosomes and their Utility in Treating Ophthalmic Disease: Delving into the Clinical Approval and Present Trials. *Current Drug Delivery*, 2026, 23, 56-72.
链接:
https://www.benthamdirect.com/content/journals/cdd/10.2174/0115672018324046240905134931
2.Patel PD, Kodati B, Clark AF. Role of Glucocorticoids and Glucocorticoid Receptors in Glaucoma Pathogenesis. Cells. 2023 Oct 14;12(20):2452. doi: 10.3390/cells12202452. PMID: 37887296; PMCID: PMC10605158.
链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37887296/
3.Ali S, Mehra C, Chaudhary AS. Molecular Review on Modern Perceive, Mechanism, Global Recurrence and Treatment Plans for Diabetic Retinopathy. Int J Pharm Sci. 2024;2(12):1969-1974. doi:10.5281/zenodo.14462207.
链接:https://zenodo.org/records/14462207
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