ANEXT安齡生物·Nature：系統(tǒng)解析miRNA分選進入細胞外囊泡的機制

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解析miRNA分選進入細胞外囊泡的機制

細胞外囊泡作為藥物遞送載體是近兩年產業(yè)界開始關注的重要議題之一。由于缺乏對于細胞外囊泡裝載RNA和蛋白機制的理解，工程化細胞外囊泡裝載藥物效率存在嚴重的瓶頸限制，通常只能通過電轉等人為手段實現藥物裝載，如何提高藥物裝載效率是細胞外囊泡作為藥物遞送載體應用于臨床前必須解決的問題。這篇文章所揭示的細胞外囊泡裝載miRNA相關的蛋白機器及核酸基序為優(yōu)化細胞外囊泡藥物裝載策略和提高細胞外囊泡藥物裝載效率提供了重要的理論支撐和策略選擇。

來自哈佛大學醫(yī)學院和加州巴克老化研究所的研究人員，通過對細胞駐留和細胞外囊泡富集miRNA的序列分析，及具體蛋白和核酸基序的實驗驗證，并系統(tǒng)性的闡釋了miRNA分選進入細胞外囊泡的具體機制，初步闡釋了細胞外囊泡miRNA的分選系統(tǒng)，相關研究成果以“MicroRNAsequence codes for small extracellular vesicle release and cellular retention”為題在Nature在線發(fā)表。

大量的研究報道介紹了細胞外囊泡miRNA參與生理病理調控過程，但是由于細胞外囊泡相關miRNA分選機制研究的空白，導致細胞外囊泡miRNA功能研究成為了“空中樓閣”。針對細胞外囊泡miRNA是否真的具有廣泛的功能，也同樣存在一些質疑聲音。先前已有少量報道介紹特定蛋白可能參與了miRNA進入細胞外囊泡的分選過程，也有零星的文章介紹了個別miRNA進入細胞外囊泡的分選機制，但是依舊缺少miRNA進入細胞外囊泡機制的系統(tǒng)性闡釋報道。

為研究細胞駐留miRNA和細胞外囊泡富集miRNA的具體特征，研究人員從3T3-L1分化的白色、棕色脂肪細胞、C2C12（骨骼?。┘毎VEC（內皮）細胞等多個小鼠細胞系培養(yǎng)基中，通過差速超速離心等方法分離純化了EV。這些EV直徑分布在50-200nm，富含經典EV標志物ALIX、TSG101、CD9和CD63，并且相關陰性指標GM130和CANX19呈現陰性。使用基于實時定量PCR (qPCR)的陣列評估分析了分泌的EV及其來源細胞的miRNA組成，結果證實了EV中富集的miRNA和細胞駐留的miRNA種類存在顯著差異，并且EV富集的miRNA在不同細胞來源中呈現相似趨勢，暗示miRNA進入EV存在主動分選機制。進一步的機制研究，發(fā)現了諸多與細胞體駐留和EV富集相關的miRNA基序。改變特定miRNA的基序確實可以改變miRNA在細胞或EV中的富集情況。為miRNA添加特定的基序可促進其EV富集并調控受體細胞功能。綜上，該研究結果證實了細胞外囊泡miRNA分選系統(tǒng)的存在及工作原理，為深入理解細胞外囊泡miRNA的功能機制提供了可靠的理論依據。

這篇文章所揭示的細胞外囊泡裝載miRNA相關的蛋白機器及核酸基序，為優(yōu)化細胞外囊泡藥物裝載策略和提高細胞外囊泡藥物裝載效率，提供了重要的理論支撐和策略選擇。諸如為miRNA或編碼蛋白的mRNA融合特定基序，為蛋白、脂質分子直接共價結合特定基序都是值得嘗試和改善裝載效率的潛在策略。

文章通過詳實系統(tǒng)的組學數據以及嚴謹的實驗論證，證實了細胞外囊泡miRNA分選系統(tǒng)的存在及工作原理，為深入理解細胞外囊泡miRNA的功能機制提供了可靠的理論依據。