《Food Bioscience》：Advances in the Application of Food-Derived Exosomes as Natural Nanocarriers for the Delivery of Bioactive Phenolic Compounds
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本文綜述了食物衍生物外泌體（EXOs）在功能食品與精準營養中的應用進展，重點探討其封裝、穩定及靶向遞送策略，指出當前在規模化生產、體內分布及長期安全性方面仍存在挑戰。
崔彥涵|林竹|甄洪民|塞伊德·馬赫迪·賈法里|譚晨
教育部老年營養與健康重點實驗室（北京科技商學院），中加食品營養與健康聯合實驗室（北京），北京科技商學院食品與健康學院，中國北京100048
摘要
源自食品的外泌體（EXOs）作為一種天然納米載體，克服了膳食生物活性化合物穩定性差和生物利用度低的問題。隨著功能修飾技術的發展，在提高其穩定性、裝載效率和靶向遞送效率方面已取得初步進展。這些進步使得外泌體在疾病預防、營養干預和功能性食品改進中得到廣泛應用。本文全面綜述了外泌體在功能性食品和精準營養領域的最新研究進展，特別關注了它們對多種生物活性酚類化合物的包封、保護及遞送性能。此外，還討論了利用多糖和小分子生物活性物質進行表面功能化改造的先進策略，以提高外泌體的靶向能力。研究表明，外泌體具有多種優勢，包括生物相容性和安全性、穩定的脂質雙層結構（可保護載荷免受酶降解和極端pH條件的影響），以及天然的生物相互作用性（能被人體細胞識別和內化）。然而，由于可擴展性和臨床轉化的難度，以及關于外泌體體內分布、代謝途徑和長期安全性的信息不足，相關研究仍處于初級階段。
引言
功能性食品領域的快速發展得益于膳食中生物活性化合物的顯著健康益處（Wan等人，2018年）。然而，將這些益處轉化為實際的治療效果常常受到生物活性物質在實際應用中的諸多挑戰的阻礙，如其在胃腸道中的穩定性差、水溶性低、代謝速度快以及口服生物利用度低（Meigui等人，2025年）。盡管已經探索了脂質體（Tan、Wang等人，2021a）、乳液（Tan & McClements，2021）和聚合物納米顆粒（Zu等人，2021）等傳統遞送系統，但這些系統在生物相容性、潛在免疫原性和制造復雜性方面存在局限性。在這種背景下，自然界中的外泌體（EXO）作為一種革命性的遞送平臺應運而生（Wang等人，2021年）。外泌體是納米級別的細胞外囊泡（40–160納米），幾乎所有類型的細胞都會分泌它們。它們通過將蛋白質、脂質和核酸等功能性載荷運輸到受體細胞，從而調節細胞的生理功能（Li等人，2018年）。圖1示意性地展示了外泌體的基本結構及其作為先進遞送系統的潛力。
利用這一天然機制，從牛奶、水果和蔬菜等日常食品中分離出的外泌體作為下一代納米遞送系統受到了廣泛關注。它們具有多種優勢，例如生物相容性和安全性、穩定的脂質雙層結構（可保護載荷免受酶降解和極端pH條件的影響），以及天然的生物相互作用性（能被人體細胞識別和內化（B. Yang等人，2024年）。例如，源自牛奶的外泌體（mExos）成功用于包裹疏水性多酚類化合物姜黃素（CUR），顯著提高了其水溶性和抗氧化及抗炎特性（Wu等人，2025年）。在另一項關鍵研究中，將白藜蘆醇（RSV）封裝在mExos中不僅防止了其在模擬胃液中的降解，還使其在腸細胞單層中的傳輸效率提高了兩倍，為提高口服生物利用度提供了明確途徑（Esfahani等人，2024年）。
盡管具有這些內在優勢，天然外泌體仍面臨挑戰，如可能被胃酸或消化酶降解，以及缺乏對病變部位的特異性靶向能力。因此，表面功能化成為提高其胃腸道穩定性和遞送效率的關鍵策略。通過在外泌體表面修飾特定配體，研究人員可以賦予這些納米載體主動靶向能力和其他理想特性（Salunkhe等人，2020年）。多糖常用于此目的；例如，透明質酸（HA）常與癌癥和炎癥細胞上的主要受體CD44結合（Cui等人，2022年），而硫酸軟骨素（CHS）也被用于靶向特定細胞表面受體以增強細胞攝取（Mohammadi等人，2024年）。另一種多糖殼聚糖則通過“質子海綿效應”促進外泌體逃逸內體（Wen等人，2024年）。外泌體表面還可以通過葉酸（FA）和甘露糖等天然小分子進行功能化，以分別結合葉酸或甘露糖受體，實現向腫瘤或特定免疫細胞群體的精準遞送（Choi等人，2019年；Frigerio等人，2019年）。
雖然一些先前研究已經綜述了外泌體的特性及其在藥物遞送中的廣泛應用（Fu等人，2024年；Liu等人，2025年；Wang等人，2025年；Zhang等人，2023年），但專門針對生物活性酚類化合物遞送及外泌體先進功能化策略的系統性綜述仍較少。本研究旨在填補這一空白，從天然外泌體到工程化高性能遞送系統的整個發展過程提供全面視角。首先介紹外泌體的基本生物學特性、來源和特點，接著探討其在遞送多種生物活性物質方面的最新應用，最后討論一些提高外泌體靶向性和效果的高級功能化策略，并提出當前挑戰和未來發展方向，為外泌體在功能性食品中的持續發展提供理論基礎。
小節片段
外泌體的生物發生機制
三種主要的細胞外囊泡類型是外泌體（40–160納米）、微囊泡（100–1000納米）和凋亡小體（直徑100–5000納米）（Ha等人，2016年）。在計劃性細胞死亡過程中，凋亡小體通過膜泡裂解形成，主要參與免疫調控和細胞廢物的清除。刺激細胞的質膜是微囊泡的來源，它們參與凝血、炎癥和腫瘤擴散過程。
與其他類型相比...
源自食品的外泌體的來源與分類
外泌體存在于多種日常食品中，包括牛奶和水果。本節將外泌體分為動物來源和植物來源，并討論它們的特點，如表1所示。植物來源的外泌體主要來自水果、蔬菜、谷物和藥用植物（Jin等人，2024年）。這些納米載體具有天然形成的脂質雙層結構，并通過MVB途徑從植物細胞中釋放（Jin等人，2024年）。植物來源的外泌體在...
源自食品的外泌體在酚類化合物遞送中的作用
由于外泌體來源廣泛、免疫原性低、具有強大的載荷保護能力和在胃腸道環境中的高穩定性，它們作為口服遞送系統受到了廣泛關注（B. Yang等人，2024年）。相關研究的詳細總結見表2。
通過生物活性化合物對外泌體進行功能化以增強遞送效果
盡管外泌體作為天然遞送系統展現出巨大潛力，但在廣泛應用過程中仍存在一些障礙，如靶向效率低、穩定性有限和循環時間短（Zou等人，2023年）。近期研究主要集中在利用生物聚合物對外泌體進行功能化改造，以延長外泌體-藥物復合物的循環時間、通過受體介導的內吞作用實現組織特異性積累，并提高化學穩定性和生物活性（表3）。
結論與展望
近年來，源自食品的外泌體作為多功能納米載體在生物活性化合物的運輸方面展現出巨大潛力。隨著功能修飾技術的發展，在提高其穩定性、負載效率和靶向遞送效率方面已取得初步進展。這些進展為外泌體在疾病預防、營養干預和功能性食品改進中的應用奠定了基礎。
然而，外泌體研究仍處于初級階段。首先，...
作者貢獻聲明
甄洪民：撰寫——審稿與編輯。林竹：撰寫——初稿、方法學設計、實驗研究。崔彥涵：撰寫——初稿、軟件應用、實驗研究。譚晨：撰寫——審稿與編輯、資金獲取、概念構思。塞伊德·馬赫迪·賈法里：撰寫——審稿與編輯
未引用的參考文獻
Andreu和Yá?ez-Mó，2014年；Aqil等人，2017年；ávila-Gálvez等人，2024年；Gong等人，2023年；Huotari和Helenius，2011年；Kalluri和LeBleu，2020年；Passi和Vigetti，2019年；Shen等人，2022年；Wang等人，2025年；Yang等人，2024年；Zhu和He，2023年。
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文的研究結果。
資助
本研究得到了中國國家重點研發計劃（2022YFF1100205）和國家自然科學基金青年學者項目（32101879）的支持。
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文的研究結果。
