用于治疗应用的细胞外囊泡制造技术的比较

《TRENDS IN Biotechnology》：Comparison of technologies for manufacturing extracellular vesicles for therapeutic applications

规模化制备间充质干细胞外泌体的工艺优化及治疗潜力研究，通过比较标准平面培养、3D微载体培养和灌注生物反应器三种方法，发现微载体培养可显著提高小颗粒外泌体产量，且其蛋白组（如血管生成相关蛋白）和转录组特征主要由培养工艺决定，体外实验证实其促进血管生成和心肌细胞恢复的疗效，当前TRL为4级，需推进中试及标准化以支持临床转化。

　　

技术成熟度

多年来，对细胞外囊泡（EVs）的研究及其治疗潜力的评估一直是一个持续的研究领域。然而，尽管已有几种配方进入了临床试验阶段，但在EV培养方面仍缺乏标准化，同时也尚未明确哪种培养方法能够产生最可靠的EV产品。本研究报道了一种可扩展的间充质基质细胞（MSC）培养技术，该技术能够实现可重复的EV批次生产，并将批次间的差异降至最低。这些EV作为治疗手段的有效性已在体外模型中得到验证。因此，目前该技术的技术成熟度（TRL）为4级。为了进一步提升这项技术的成熟度，需要在工业规模上测试所提出的微载体系统，并将这些EV应用于临床前模型中。此外，还需要在该领域制定更多标准，以定义EV产品的可重复性和全面特性，从而使其能够获得FDA的批准。

亮点

来自间充质基质细胞（MSCs）的细胞外囊泡（EVs）含有蛋白质和RNA，这些成分可能使其能够用于治疗多种疾病。

要达到治疗剂量，需要获得高产量的EVs，但目前尚未充分探索那些能在时间、便利性和成本方面提升产量潜力的技术。本文对三种常见的细胞培养方法进行了比较。

使用3D培养方法（如旋转瓶中的微载体和灌注生物反应器）可以提高小EVs的产量。

蛋白质组学和RNA测序的结果表明，EVs的成分更多受到培养方法的影响，而非供体本身的差异。

来自微载体的EVs具有更高的促血管生成、抗凋亡和免疫调节蛋白及RNA的表达水平。

体外实验表明，微载体衍生的EVs具有潜在的治疗应用价值。

摘要

细胞外囊泡（EVs）作为治疗手段受到了广泛关注，这基于它们所具有的旁分泌信号传导机制。尽管用于分离和表征EVs的方法存在较大差异，但仍需要新的方法来扩大EV的生产规模以供临床使用。在本研究中，我们通过三种不同的细胞培养方法从四种猪源骨髓间充质基质细胞（MSCs）中分离出了EVs：标准组织培养板、3D打印的灌注生物反应器以及旋转瓶中的微载体。我们利用蛋白质组学和RNA测序技术分析了EVs的产量、特性和成分。MSC的供体类型及其培养方法影响了EVs的产量，而EV的分离方法则决定了蛋白质和RNA成分的分布特征。作为向临床应用迈出的一步，体外管状结构形成实验和缺氧条件下的心脏球形细胞收缩实验显示，在EVs的作用下，血管生成和心脏细胞恢复情况均有改善。

图形摘要