ANEXT安齡生物·外泌體再添新賽道！成為下一代基因治療載體

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外泌體遞送基因載體用于基因治療

基因治療（gene therapy）是指將外源正?；蛲ㄟ^基因轉(zhuǎn)移技術(shù)導(dǎo)入靶細(xì)胞，以糾正或代償基因缺陷和異常引起的疾病，最終達(dá)到治療目的的一種生物治療方法。

1989年，科學(xué)家首次利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體實(shí)施第一例人類基因治療實(shí)驗(yàn)，此后基因治療研究在全球范圍內(nèi)逐漸展開。近些年，基因治療發(fā)展如火如荼，為惡性腫瘤、遺傳病及罕見病，例如血友病、地中海貧血癥、杜氏肌營養(yǎng)不良等疾病的治療提供了一種新的治療手段。

由于基因治療需要將相應(yīng)的基因片段遞送到人體或細(xì)胞中，因此進(jìn)行基因治療離不開基因遞送技術(shù)——即載體系統(tǒng)。目前基因治療過程中用到的載體系統(tǒng)主要分為兩類：病毒類載體和非病毒類載體。

病毒介導(dǎo)的基因遞送系統(tǒng)使用復(fù)制缺陷的修飾病毒，但可以傳遞DNA表達(dá)，包括腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒。傳統(tǒng)的非病毒載體包括膠束、脂質(zhì)體、樹狀聚合物和碳納米管。最近，由細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡，特別是外泌體，已被用作基因遞送的非病毒載體，并顯示出高生物相容性、低清除率和適合細(xì)胞靶向傳遞的特性。它們是相對惰性的、非免疫原性的、可生物降解的和生物相容的。在嚙齒動(dòng)物中，它們甚至可以通過具有挑戰(zhàn)性的身體障礙，例如血腦屏障等，因此，外泌體正在成為一種體內(nèi)基因治療載體。

香港中文大學(xué)夏江教授等在Nanoscale雜志發(fā)表綜述，描述了外泌體作為載體進(jìn)行封裝和將基因載體遞送至細(xì)胞的過程以及相關(guān)的疾病治療方法。外泌體作為各種遺傳物質(zhì)的載體的利弊，工程化外泌體以增加負(fù)載和遞送的策略，最大化基因負(fù)載外泌體產(chǎn)量的方法，以及對外泌體介導(dǎo)的靶向基因治療的未來展望討論。

與其他基因遞送系統(tǒng)相比，外泌體作為基因治療的載體有以下幾個(gè)優(yōu)勢：第一，外泌體是多功能載體，可以包裹并遞送各種生物貨物，例如小RNA、mRNA和蛋白質(zhì)；第二，外泌體具有穿越生物屏障（例如血腦屏障）的天然能力，還可以遷移到?jīng)]有血液供應(yīng)的組織或區(qū)域，例如致密的軟骨基質(zhì)，此外在到達(dá)目標(biāo)組織后，外泌體可以在那里停留很長一段時(shí)間。另一個(gè)重要特征是外泌體可以基因工程改造。通過改造外泌體的表面蛋白可以實(shí)現(xiàn)多種目的，例如，可以將靶向細(xì)胞或組織的肽附加在外泌體的表面上，以實(shí)現(xiàn)針對特定組織的選擇性靶向，避免在其他器官中不必要的積累，從而降低全身毒性。研究表明，基于外泌體的靶向基因療法可以增強(qiáng)治療功效和安全性。有研究人員設(shè)計(jì)了一種基于外泌體的軟骨細(xì)胞靶向miRNA遞送系統(tǒng)，用于軟骨缺損修復(fù)。在這項(xiàng)工作中，軟骨細(xì)胞親和肽（CAP）在外泌體表面表達(dá)，并且miR-140被裝載在外泌體內(nèi)部。與封裝在沒有表面修飾的外泌體中的miRNA相比，CAP-外泌體/miRNA復(fù)合物的關(guān)節(jié)內(nèi)注射顯示出軟骨的選擇性和長期富集，并且對軟骨缺損的治療功效顯著提高。

來自細(xì)胞源，外泌體的載體可以介導(dǎo)各種基因治療分子或載體的遞送。特別是，通過外泌體的遺傳或化學(xué)工程，可以將特異性識別序列安裝在外泌體的外部，以指導(dǎo)貨物的靶向遞送，或者可以通過外泌體標(biāo)記蛋白來設(shè)計(jì)蛋白-蛋白相互作用富集靶蛋白。此外，具有核酸結(jié)合特性的工程外泌體也將有助于質(zhì)粒或載體的包封并提高加載效率。將外泌體與脂質(zhì)體融合將形成囊泡，該囊泡可以封裝大質(zhì)?；騧RNA轉(zhuǎn)錄本，同時(shí)保留外泌體的優(yōu)勢，例如生物相容性和靶向能力。作為邁向臨床試驗(yàn)的重要一步，在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)外泌體或載藥外泌體方面也取得了進(jìn)展。納米穿孔等儀器和程序的突破也解決了裝載和生產(chǎn)的瓶頸。

隨著基因編輯工具的發(fā)展和優(yōu)化，基于外泌體的載體系統(tǒng)的不斷發(fā)展將為靶向基因療法提供動(dòng)力。盡管目前，利用外泌體作為基因遞送載體仍處于起步階段，但隨著外泌體研究工作的深入，我們相信，外泌體作為基因治療的載體，一定會(huì)為未來更多難治性疾病提供可行療法。