《Scientific Reports》：A novel spray-dried milk extracellular vesicles formulation with long-term immunomodulatory activity and functional stability
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乳源细胞外囊泡（mEVs）具有良好的抗炎活性，但其临床应用的瓶颈在于需-80°C低温保存，稳定性差。为突破此限制，本研究开发了一种可在室温下稳定保存的喷雾干燥mEVs干粉制剂，解决了其长期保存难题。研究采用甘露醇和亮氨酸作为辅料，通过喷雾干燥技术将mEVs制备成微颗粒。关键结果显示，该制剂在长达18个月的储存后，仍能有效抑制THP-1细胞炎症模型中关键促炎因子（IL1B, IL6, CXCL8, TNFA）的表达，其效果与未处理的mEVs相当。这证实了该干粉制剂具有长期功能稳定性，为mEVs的临床应用开发了便捷、灵活的有效策略。
在生命科学和医药研发的前沿领域，细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）因其天然的生物活性物质递送能力和在细胞间通讯中的核心作用，被视为极具潜力的下一代治疗剂和诊断工具。牛奶，作为一种易得且富含生物活性物质的来源，是提取EVs的理想“矿藏”，其中含有的乳源细胞外囊泡（milk EVs, mEVs）已被证明在肠道炎症等疾病模型中展现出良好的治疗前景。然而，一个现实的“拦路虎”横亘在实验室研究与临床应用之间：稳定性。目前，绝大多数EVs，包括mEVs，都需要在-80°C的超低温环境下储存，这极大地限制了它们的运输、分发和实际应用，尤其是在资源有限的场景下。如何将这种娇贵的“活性液体”变成一种稳定、便于储存和使用的“固体粉末”，成为了一个亟待解决的关键科学问题。
为了回答这个挑战，一项发表在《Scientific Reports》上的研究为我们提供了一个创新且有效的解决方案。研究人员的目标非常明确：开发一种能够在室温下长期保持其生物活性的mEVs干粉制剂。他们设想，如果成功，这将彻底改变EVs的应用模式，使其真正走向临床和更广泛的生物技术领域。
为了实现这一目标，研究团队采用了几个核心的技术方法。首先，他们从牛奶中分离纯化mEVs，关键步骤包括差速离心法和一个EDTA清洗步骤，以获取高纯度的囊泡。随后，他们运用了药物制剂领域中常用的喷雾干燥技术，以甘露醇和亮氨酸作为保护剂和成型辅料，将液态的mEVs悬液转化成了固态的微颗粒。整个研究通过多种技术手段对制得的干粉进行表征和功能验证：利用动态光散射、电子显微镜等技术分析微颗粒的形貌和粒径；通过蛋白质印迹、核酸分析等手段评估干燥过程对mEVs内涵物（蛋白和核酸）的影响；采用MTT法在THP-1细胞（一种人单核细胞系）上评价制剂的安全性（细胞毒性）；最后，在一个细胞炎症模型（通常是用脂多糖LPS等刺激THP-1细胞）中，全面评估喷雾干燥后并长期储存的mEVs是否能保留其核心的免疫调节功能，即抑制促炎细胞因子基因表达的能力。
研究结果系统而清晰地回答了从制备到功能的一系列问题。
微颗粒的物理化学表征显示，喷雾干燥成功地将mEVs制备成了微米级的颗粒。这些颗粒呈现出褶皱、塌陷的结构，其体积加权平均直径在11到20微米之间，并且表现出较低的聚集倾向，这表明制剂具有良好的物理稳定性，不易结块。
喷雾干燥对mEVs分子组成的影响是评估工艺是否破坏其活性成分的关键。令人鼓舞的是，分析结果表明，干燥过程并没有引起mEVs分子层面的明显改变。干燥后的mEVs所携带的蛋白质和核酸含量，与未经任何处理的原始mEVs相比，保持了高度的一致性。这从物质基础上证实了喷雾干燥工艺的温和性与可行性。
干粉mEVs制剂的安全性是走向应用的前提。细胞毒性实验（MTT assay）给出了一颗“定心丸”：即使在高浓度下（高达1011颗粒/毫升），该干粉制剂对THP-1细胞也未表现出明显的细胞毒性，说明其具有良好的生物相容性。
喷雾干燥mEVs的功能稳定性是整个研究的重中之重，也是其创新价值的核心体现。研究人员构建了细胞炎症模型来模拟体内的炎症环境。最有力的证据来自于长期稳定性实验：那些在室温下储存了长达18个月的喷雾干燥mEVs，在被重新水化并使用后，依然表现出强大的抗炎活性。它们能够显著降低THP-1细胞中一系列关键促炎细胞因子的基因表达水平，包括IL1B, IL6, CXCL8（即IL-8）, 和TNFA。更重要的是，这种抑制效果与新鲜制备、未经处理的液态mEVs的效果不相上下。这个结果直接证明了，本研究开发的喷雾干燥干粉制剂，不仅能在短期内保持活性，更能实现长达一年半的功能稳定，突破了EVs必须低温保存的极限。
综上所述，这项研究得出明确结论：通过优化辅料（甘露醇和亮氨酸）和工艺参数，喷雾干燥技术可以成功用于制备mEVs干粉制剂。该制剂能在室温下长期储存（至少18个月），并完整保留其蛋白质、核酸组成和最重要的免疫调节生物活性。其抗炎效果与原始液态mEVs等效，且细胞安全性良好。
这项工作的意义深远。它不仅仅是为mEVs找到了一种新的、稳定的剂型，更重要的是提供了一套可推广的、灵活的技术策略。它证明，通过合理的工程化手段，可以将对温度敏感的生物活性纳米载体（EVs）稳定地整合到易于储存和运输的固体微颗粒中。这极大地推动了EVs从实验室研究向实际临床应用（如口服递送治疗肠道疾病）、功能食品开发和生物材料领域迈进的步伐。该研究为开发基于EVs的多种功能性和治疗性产品铺平了道路，是EVs转化医学领域一项重要的技术突破。
