通过代谢组学和脂质组学分析揭示植物来源纳米囊泡的稳定性和储存条件

《Scientific Reports》：Unlocking the stability and storage conditions of plant-derived nanovesicles through metabolomic and lipidomic profiling

　　

摘要

细胞外囊泡（EVs）是纳米级的脂质双层载体，通过运输生物活性物质来实现细胞间的通信。植物来源的纳米囊泡（PDNVs）已成为治疗、营养保健和生物技术应用中的可持续平台；然而，它们在储存和处理条件下的物理化学稳定性尚未得到充分研究。本文提出了一个综合性的双组学框架，结合了非靶向代谢组学和脂质组学以及基于本体的分析方法，系统地评估了PDNV的稳定性。同一批次分离出的囊泡分别经历了不同的温度变化（+25°C、+4°C、-20°C、-80°C）、储存时间（1周至3个月）、缓冲液组成（酸性、中性、碱性）、冻干处理以及冻融循环（1次、3次、5次），随后通过GC-MS和LC-MS进行分析。多变量（PLS-DA）和单变量分析表明，-80°C条件最能保持囊泡中的天然代谢物和脂质成分；而+25°C条件则导致显著的分子结构改变，表现为神经酰胺和糖酸的积累以及磷脂酰胆碱、六糖神经酰胺和N-酰乙醇胺的减少。-20°C条件下的储存可维持囊泡的短期稳定性（约1周），但会随时间逐渐出现分子结构变化。缓冲液组成对囊泡稳定性有轻微但可重复的影响，PBS缓冲液能够较好地保持其接近天然的脂质组成。冻干处理会导致脂质结构的即时重组，但在储存过程中这种重组基本保持稳定；相比之下，冻融循环是对囊泡稳定性影响最大的因素。值得注意的是，尽管多种条件都改变了囊泡的分子组成，但大多数变化幅度都在10%以内，这凸显了PDNV的相对稳定性，从而支持将-80°C储存和短期冻干作为优选的保存策略。