DOI: https://doi.org/10.2147/ijn.s581774
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41884278
تاريخ النشر: 2026-02-01
المؤلف: Wei Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: الحويصلات خارج الخلوية في الأمراض
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على الجسيمات النانوية الشبيهة بالإكسوزومات المستمدة من النباتات (PELNs)، وهي حويصلات غشائية مستخرجة من أنسجة النباتات. تتكون PELNs من الدهون والبروتينات والأحماض النووية ومكونات حيوية نشطة متنوعة، وقد أظهرت أنها تمتلك خصائص مضادة للالتهابات ومضادة للأكسدة ومضادة للأورام. تلعب دورًا في التواصل بين الخلايا وتنظيم العبور بين الممالك، مما يشير إلى إمكانياتها في علاج مجموعة من الأمراض، بما في ذلك السرطانات، ومرض الأمعاء الالتهابي، والمشاكل القلبية الوعائية، والاضطرابات الأيضية.
تسلط المراجعة الضوء على آليات تكوين PELN، وخصائصها التركيبية، ووظائفها التنظيمية عبر الأنواع. ومن الجدير بالذكر أن الميثلة 2′-O في الطرف 3′ من الميكروRNAs النباتية تعزز من استقرارها وسلامتها، مما يعزز التواصل الفعال بين الأنواع. بالإضافة إلى ذلك، تعمل PELNs كحاملات طبيعية للأدوية، مما يوفر مزايا في التوصيل المستهدف للجزيئات الصغيرة، والأحماض النووية، والبروتينات الوظيفية. تختتم هذه القسم بمناقشة التحديات الحالية وآفاق PELNs المستقبلية، مع التأكيد على تطبيقاتها الواعدة في الطب الدقيق وأنظمة توصيل الأدوية، على الرغم من المرحلة الناشئة للبحث في هذا المجال.
مقدمة
الحويصلات خارج الخلوية (EVs)، بما في ذلك الإكسوزومات، والميكروفيسكلات، والأجسام المبرمجة للموت، هي جزيئات مستمدة من الخلايا تتراوح من 50 إلى 1000 نانومتر في القطر، تلعب أدوارًا حاسمة في التواصل بين الخلايا والاستجابات المناعية. الإكسوزومات، أصغر نوع من EVs (30-150 نانومتر)، قد حظيت باهتمام كبير منذ اكتشافها في عام 1983، خاصة في سياق أبحاث الخلايا الجذعية والأورام. مؤخرًا، ظهرت الجسيمات النانوية الشبيهة بالإكسوزومات المستمدة من النباتات (PELNs) كمركز للدراسة، مع أدلة على وجودها تعود إلى عام 1967 واكتسابها الزخم بعد عزل PELNs من مجموعة متنوعة من الفواكه والخضروات في عام 2009.
تشير الأبحاث إلى أن PELNs تمتلك خصائص مشابهة للإكسوزومات المستمدة من الحيوانات (ADE)، بما في ذلك مجموعة متنوعة من الجزيئات الحيوية مثل الدهون والبروتينات والأحماض النووية. تُعرف PELNs باستقرارها، وتوافقها الحيوي، وانخفاض قدرتها المناعية، مما يجعلها مرشحة واعدة للتطبيقات في أنظمة توصيل الأدوية، وإصلاح الأنسجة، والتشخيصات السريرية. لقد أظهرت إمكانيات في السياقات العلاجية، بما في ذلك التأثيرات المضادة للالتهابات ومضادة للسرطان، مع إظهار PELNs محددة خصائص واقية ضد مجموعة متنوعة من الأمراض. تهدف هذه المراجعة إلى توحيد النتائج الحالية حول PELNs، مع تسليط الضوء على خصائصها البيولوجية وإمكاناتها كناقلات لتوصيل الأدوية، مما يمهد الطريق للبحوث المستقبلية في هذا المجال المبتكر.
مناقشة
تناقش هذه القسم الخصائص البيولوجية للجسيمات النانوية خارج الخلوية المستمدة من النباتات (PELNs)، مع التركيز على تكوينها، وتركيبها، وإمكاناتها العلاجية. يمكن أن تنشأ PELNs من خلال ثلاثة مسارات: مسار الجسم متعدد الحويصلات (MVB)، ومسار العضية الإيجابية للكسور (EXPO)، والمسار الفجوي، مع كون مسار MVB هو الأكثر رسوخًا. تحتوي PELNs على مجموعة متنوعة من الجزيئات الحيوية، بما في ذلك الدهون والبروتينات والمواد الأيضية النشطة، والتي تسهم في استقرارها ونشاطها الحيوي. ومن الجدير بالذكر أن التركيب الدهني لـ PELNs يختلف عن الحويصلات خارج الخلوية الثديية، مع انتشار أعلى للدهون الجليسروليدية والفوسفوليدية، التي تلعب أدوارًا حاسمة في الاستهداف والتوافر الحيوي.
تبدو التطبيقات العلاجية لـ PELNs واعدة بشكل خاص في السرطان ومرض الأمعاء الالتهابي (IBD). لقد أظهرت PELNs إمكانيات في تعديل الاستجابات المناعية، وتعزيز تجديد الظهارة، وتوصيل miRNAs العلاجية التي يمكن أن تؤثر على الفسيولوجيا الثديية. على سبيل المثال، تُظهر PELNs المستمدة من الحمضيات تأثيرات مضادة للأورام من خلال استهداف مسارات ورمية متعددة، بينما يمكن أن تعزز PELNs من نباتات مختلفة وظيفة الحاجز المعوي وتنظم الالتهاب في IBD. تشير النتائج إلى أن PELNs قد تعمل كحاملات طبيعية فعالة للعوامل العلاجية، مستفيدة من توافقها الحيوي الفطري وقدرتها على الوساطة في التنظيم عبر الممالك. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح الآليات المحددة وتحسين تطبيقاتها العلاجية.
DOI: https://doi.org/10.2147/ijn.s581774
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41884278
Publication Date: 2026-02-01
Author(s): Wei Liu et al.
Primary Topic: Extracellular vesicles in disease
Overview
This section provides an overview of plant-derived exosome-like nanoparticles (PELNs), which are membrane vesicles extracted from plant tissues. PELNs are composed of lipids, proteins, nucleic acids, and various bioactive components, and they have been shown to possess anti-inflammatory, antioxidant, and anti-tumor properties. They play a role in intercellular communication and cross-kingdom regulation, indicating their potential in treating a range of diseases, including cancers, inflammatory bowel disease, cardiovascular issues, and metabolic disorders.
The review highlights the mechanisms of PELN biogenesis, their compositional characteristics, and their regulatory functions across species. Notably, the 3′ terminal 2′-O-methylation of plant microRNAs enhances their stability and integrity, promoting effective interspecies communication. Additionally, PELNs serve as natural drug carriers, offering advantages in the targeted delivery of small molecules, nucleic acids, and functional proteins. The section concludes by addressing the current challenges and future prospects of PELNs, emphasizing their promising applications in precision medicine and drug delivery systems, despite the nascent stage of research in this area.
Introduction
Extracellular vesicles (EVs), including exosomes, microvesicles, and apoptotic bodies, are cell-derived particles ranging from 50 to 1000 nm in diameter, playing crucial roles in intercellular communication and immune responses. Exosomes, the smallest type of EVs (30-150 nm), have garnered significant attention since their discovery in 1983, particularly in the context of stem and tumor cell research. Recently, plant-derived exosome-like nanoparticles (PELNs) have emerged as a focus of study, with evidence of their existence dating back to 1967 and gaining momentum following the isolation of PELNs from various fruits and vegetables in 2009.
Research indicates that PELNs possess properties akin to animal-derived exosomes (ADE), including a diverse array of biomolecules such as lipids, proteins, and nucleic acids. PELNs are noted for their stability, biocompatibility, and low immunogenicity, making them promising candidates for applications in drug delivery systems, tissue repair, and clinical diagnostics. They have shown potential in therapeutic contexts, including anti-inflammatory and anticancer effects, with specific PELNs demonstrating protective properties against various diseases. This review aims to consolidate current findings on PELNs, highlighting their biological characteristics and potential as drug delivery vectors, thereby paving the way for future research in this innovative field.
Discussion
The section discusses the biological characterization of plant-derived extracellular nanovesicles (PELNs), focusing on their biogenesis, composition, and therapeutic potential. PELNs can originate through three pathways: the multivesicular body (MVB) pathway, the exocyst-positive organelle (EXPO) pathway, and the vacuolar pathway, with the MVB pathway being the most established. PELNs encapsulate a diverse array of biomolecules, including lipids, proteins, and bioactive metabolites, which contribute to their stability and bioactivity. Notably, the lipid composition of PELNs differs from mammalian extracellular vesicles, with a higher prevalence of glycerolipids and phospholipids, which play critical roles in targeting and bioavailability.
The therapeutic applications of PELNs are particularly promising in cancer and inflammatory bowel disease (IBD). PELNs have shown potential in modulating immune responses, promoting epithelial regeneration, and delivering therapeutic miRNAs that can influence mammalian physiology. For instance, citrus-derived PELNs exhibit anti-tumor effects by targeting multiple oncogenic pathways, while PELNs from various plants can enhance intestinal barrier function and regulate inflammation in IBD. The findings suggest that PELNs may serve as effective natural carriers for therapeutic agents, leveraging their inherent biocompatibility and ability to mediate cross-kingdom regulation. However, further research is needed to elucidate the specific mechanisms and optimize their therapeutic applications.