植物外泌体进护肤原料库?薰衣草的数据说明了什么

皮肤光老化是当前护肤领域绕不开的核心议题。UVB辐射（280–320 nm）不仅直接破坏DNA，形成环丁烷嘧啶二聚体（CPD），还会激活基质金属蛋白酶（MMP-1、MMP-3），加速真皮胶原降解，同时触发IL-6、IL-1β、TNF-α等炎症因子的级联释放。这一系列损伤最终表现为皮肤变薄、弹性丧失与皱纹加深。

现有干预策略——防晒剂、维A酸、抗氧化剂——多作用于单一靶点，难以同时覆盖炎症、氧化应激与细胞外基质重塑三条通路。因此，能否找到一类天然来源、多靶点协同的活性物质，成为该领域的关键命题。

来自齐鲁工业大学的研究团队将目光投向了一个相对冷门的切入点：从薰衣草花瓣中提取外泌体样纳米颗粒（LELNs），并系统评估其对UVB诱导光老化的保护效果。研究于2025年7月发表于《Scientific Reports》。

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从花瓣到纳米颗粒：提取与表征

植物来源的外泌体样纳米颗粒（PELNs）近年来受到广泛关注，其核心优势在于天然来源、低免疫原性、可生物降解，且能够携带蛋白质、脂质、小RNA等多种生物活性分子进入受体细胞，发挥跨物种的基因调控作用。此前已有研究证明草莓来源ELNs可抑制间充质干细胞的氧化应激，葡萄柚来源囊泡具有抗炎和促愈合双重效果。然而薰衣草提取物尽管在护肤领域历史悠久，其ELNs层面的研究却几乎空白。

研究团队采用差速离心结合蔗糖密度梯度离心的方案，从"太空蓝"品种薰衣草干花中分离纯化LELNs。

图1. LELNs的TEM形态、NTA粒径分布、DLS粒径分析及Zeta电位分布

透射电镜（TEM）可见完整的膜结构与典型的杯状囊泡形态；NTA测得浓度为3.75×10¹¹颗粒/mL；DLS显示平均粒径约160 nm；Zeta电位为−26.6 mV，符合外泌体的典型负电荷特征。这一表征结果与目前领域内常见的植物ELNs参数高度吻合，说明提取物质量可靠，可用于后续功能验证。

研究在HaCaT角质形成细胞（60 mJ/cm² UVB照射）和ICR小鼠背部皮肤（14天递增剂量UVB，100–400 mJ/cm²）两个层面同步建立光老化模型，并以地塞米松（DEX）作为阳性对照。

细胞层面，MTT实验显示UVB照射将HaCaT细胞存活率压低至45.9%；LELNs处理后，最低浓度组（0.156 µg/mL）即可将存活率提升约22%，且与DEX组无显著差异。ELISA检测进一步表明，LELNs能显著降低IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α及MMP-1、MMP-3的分泌水平，同时提升I型胶原（COI-I）含量，最高浓度组胶原增幅达45%。

图2. LELNs对UVB诱导HaCaT细胞存活率及各炎症因子、MMPs、COI-I表达的影响

动物层面的结果更具说服力。模型组小鼠背部皮肤在两周内出现明显红斑、脱屑与深层皱纹；LELNs处理组皮肤相对光滑，红斑与皱纹均显著减轻。皮肤含水量检测显示，三个剂量的LELNs均能有效逆转UVB引起的水分丢失，且与DEX组无统计学差异。

图3. 各组小鼠背部皮肤外观及皮肤含水量比较

HE染色揭示，UVB照射导致表皮显著增厚、炎细胞大量浸润、毛囊排列紊乱；LELNs处理后上述病理改变明显改善，低剂量组（L-L）的表皮厚度恢复效果最为突出。

图4. 各组HE染色图像及表皮厚度统计

Masson染色则聚焦于真皮胶原：模型组胶原纤维稀疏、排列紊乱；LELNs处理组胶原纤维致密度和面积占比均显著恢复，低剂量组表现甚至优于DEX阳性对照。

图5. Masson染色及胶原纤维面积比定量分析

这一结果值得重点关注——低剂量LELNs在胶原保护方面超越DEX，提示其并非简单的抗炎机制，而可能直接参与了胶原合成通路的正向调控。

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关键miRNA的锁定：从测序到功能验证

研究的核心突破在于对LELNs内小RNA组分的系统解析。高通量sRNA测序共注释出119条miRNA，包括70条已知和49条新型miRNA。基于read count排序，团队筛出12条候选miRNA进行RT-qPCR验证，最终确认cpa-miR166e、zma-miR166h-3p、ath-miR159a和novel-19四条miRNA在LELNs中稳定高表达。

图6. 已知miRNA及新型miRNA的read count排名、序列信息及RT-qPCR验证热图

随后，研究者将四条miRNA的模拟物（mimics）分别转染至UVB照射后的HaCaT细胞，结果呈现出鲜明的功能分化：

• ath-miR159a
  出人意料地表现出促炎效应，显著上调IL-1β等炎症因子，这与部分研究中miR159家族在特定背景下的促炎作用一致，提示并非所有植物miRNA均具有保护功能；
• novel-19
  无显著效果；
• cpa-miR166e
  有效抑制炎症因子升高；
• cpa-miR166e与zma-miR166h-3p
  协同抑制MMP上调并遏制胶原降解。

图7. 各miRNA模拟物转染后对炎症因子、MMPs及COI-I影响的ELISA结果

这一转染实验的设计逻辑严谨——通过将miRNA功能从整体囊泡中"解耦"，直接证明miR166家族是LELNs发挥保护作用的关键活性分子。

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通路层面的深层解读

GO和KEGG富集分析进一步阐明了cpa-miR166e与zma-miR166h-3p的作用图谱。GO层面，细胞核相关过程与DNA修复的富集显著性最高，提示这两条miRNA可能通过调控DNA损伤应答来维护基因组稳定性，减少UVB诱导的突变累积。此外，蛋白质代谢过程与线粒体相关功能同样显著富集，后者与ROS产生及细胞能量代谢密切相关。

KEGG层面，谷胱甘肽代谢与半胱氨酸和甲硫氨酸代谢通路的高度富集尤为引人注意——这两条通路均与氧化还原平衡直接相关，通过调控谷胱甘肽合成来清除自由基、抑制MMP激活。此外，DNA复制与自噬通路的富集则暗示了这些miRNA在促进皮肤基底细胞更新、清除受损蛋白方面的潜在价值。

图8. GO富集分析气泡图及KEGG通路富集分析气泡图

从进化角度看，miR166家族在植物中高度保守，已知其通过靶向HD-ZIP III转录因子调控叶极性发育与逆境响应。而本研究提示，这一家族的miRNA进入哺乳动物细胞后，能够被"重新利用"参与DNA修复、炎症抑制与胶原代谢等截然不同的生物学过程——这种跨界功能迁移的现象，正是植物ELNs研究领域当前最值得深挖的方向之一。

结语

本研究系统证明了薰衣草外泌体样纳米颗粒（LELNs）在对抗UVB光老化方面的多维效能：从抑制炎症因子分泌、保护表皮组织结构，到逆转胶原降解、维持皮肤水分，其综合表现与临床用药地塞米松相当，在胶原保护指标上甚至更优。更重要的是，研究通过miRNA测序与功能转染实验，将保护效应精准归因于miR166家族的cpa-miR166e与zma-miR166h-3p，并从DNA修复、氧化应激缓解与ECM重塑三个维度初步勾勒出其作用机制。当然，本研究目前仍处于动物与细胞阶段，LELNs的标准化生产、皮肤渗透效率及长期安全性评估尚待解决。但其提供的"从植物到皮肤"这一天然活性物开发思路，无疑为功效性护肤原料的挖掘打开了一扇值得持续关注的窗口。