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Exosome-mediated scutellarin delivery enhances BBB penetration and microglia targeting in antiviral neuroprotection - 09/01/26

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118903 
Chunlian Song a, 1, Shengjia Sun a, 1, Ting Li a, Ke Zhang a, Xiong Zhao b, Zee Zhu b, Deng Pan a, Huayi Bai a, Ying Zhang a, Deyan Cui a, Limei Yang a, Xiaoyu Liu a, Xianghua Shu a,
a School of Veterinary Medicine of Yunnan Agricultural University, Kunming, Yunnan 650201, China 
b Workplace of Zhaotong City Animal Husbandry and Veterinary Technology Extension Station, Zhaotong, Yunnan 657000, China 

Corresponding author.

Abstract

Scutellarin, the active component of Erigeron breviscapus(Vant.)Hand.-Mazz , has therapeutic potential for neurological diseases but is limited by poor solubility, low bioavailability, and inability to cross the blood-brain barrier (BBB). This study used mouse brain tissue-derived exosomes as a delivery system for scutellarin. Exosomes were isolated via ultracentrifugation and loaded with scutellarin using ultrasonication, achieving a drug loading capacity of 31.86 ng/μg and a particle size of 90–120 nm. In an in vitro BBB model, exosome-loaded scutellarin showed significantly higher penetration (41 %) than the free drug (13.5 %). Confocal microscopy confirmed efficient cellular uptake, particularly by microglia (98 % efficiency). In vivo, exosomes accumulated and persisted in brain tissue for over 24 h. In a PRV-infected microglia model, exosome-delivered scutellarin significantly inhibited viral replication and modulated microglial polarization by downregulating the pro-inflammatory marker CD86 and upregulating the anti-inflammatory marker CD206. These findings demonstrate that brain-derived exosomes enhance scutellarin delivery across the BBB and improve its anti-neuroinflammatory effects, supporting their use as drug carriers for treating neuroinflammatory diseases.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Brain-derived exosomes were isolated for targeted scutellarin delivery to the CNS.
Exosomes loaded with scutellarin (Exos-Scu) enhanced BBB penetration by 3-fold.
Exos-Scu effectively targeted microglia and promoted anti-inflammatory M2 polarization.
Exos-Scu inhibited PRV-induced neuroinflammation and viral replication in vitro.
This system offers a novel strategy for delivering drugs to treat neuroinflammation.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Exosomes, Scutellarin, Blood-brain barrier, Drug delivery, Microglial polarization


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