ANEXT安齡生物·細(xì)胞外囊泡促進(jìn)組織再生與重建

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細(xì)胞外囊泡在組織再生中的研究進(jìn)展

隨著全球老齡化社會的進(jìn)展，退變性疾病逐漸成為影響全球健康水平的首要因素。盡管病因各有不同，但退變性疾病具備一些類似的特性，包括局部穩(wěn)態(tài)的失衡，慢性炎癥的發(fā)展，局部組織活性的下降和干細(xì)胞功能的下降。

組織再生是指使功能無法自行恢復(fù)的病變組織、器官通過臨床治療措施得到結(jié)構(gòu)和功能的重建，其研究的主要內(nèi)容是干細(xì)胞如何發(fā)育成組織并應(yīng)用干細(xì)胞潛能進(jìn)行組織替代療法，旨在改善受損、功能障礙和缺失的組織及器官的再生。

隨著研究者們的深入研究，逐漸發(fā)現(xiàn)旁分泌機(jī)制的重要調(diào)控作用，而細(xì)胞外囊泡作為旁分泌機(jī)制中的重要活性物質(zhì)被越來越多的實驗證明在修復(fù)損傷組織和組織再生方面起到關(guān)鍵作用。

近期，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院脊柱外科的沈洪興教授課題組發(fā)表綜述，回顧了細(xì)胞囊泡工程化策略及其與生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)結(jié)合的最新進(jìn)展，并進(jìn)一步總結(jié)了這類工程化細(xì)胞外囊泡在組織再生中的應(yīng)用。相關(guān)內(nèi)容以“Advances in extracellular vesicle functionalization strategies for tissue regeneration”為題在線發(fā)表在Bioactive Materials雜志上。

在此，研究人員闡述了目前常用于細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicle，EV）的工程化修飾改造策略。作者在第一部分首先針對EV的載藥策略進(jìn)行了總結(jié)。EV載藥根據(jù)載藥方式可分為被動載藥和主動載藥。直接孵育能夠?qū)⑹杷运幬镆员粍拥姆绞窖b載入EV中，但載藥率低和藥物逸散快。主動載藥可通過電穿孔、母細(xì)胞過表達(dá)以及母細(xì)胞工程化改造等方面將特定蛋白、核酸和小分子藥物等裝載入EV中，其載藥率和穩(wěn)定性都有明顯提高。值得注意的是，EV作為納米載藥平臺的核心優(yōu)勢均集中在其結(jié)構(gòu)上面，因此載藥過程對囊泡結(jié)構(gòu)的影響是需要重點關(guān)注的。在具體操作過程中，載藥方式選擇僅僅與藥物本身的屬性相關(guān)，錯誤的載藥方式不僅會導(dǎo)致載藥率低，還可能破壞囊泡結(jié)構(gòu)。

在綜述第二部分，作者闡述了EV的工程化修飾（分泌前修飾和分泌后修飾）可為EV帶來更強(qiáng)的功能，并擴(kuò)寬其應(yīng)用范圍。分泌前修飾即通過對母細(xì)胞進(jìn)行特定的修飾，將修飾內(nèi)容被“繼承”到其分泌的EV上。母細(xì)胞修飾方法包括簡單的代謝修飾、細(xì)胞膜修飾和相對復(fù)雜的基因工程修飾。盡管操縱母細(xì)胞比直接修飾囊泡要簡單許多，但由于囊泡產(chǎn)生過程，尤其是囊泡膜的形成和內(nèi)容物的篩選過程目前仍有大量未知的環(huán)節(jié)，目前此類修飾方式仍屬于“黑箱”修飾，修飾結(jié)果難以預(yù)測。和分泌前修飾相比，分泌后修飾具有機(jī)制簡單，適用范圍廣等優(yōu)點。目前主要的分泌后修飾手段分為物理修飾和化學(xué)修飾，有時候兩種手段會合用或者和分泌前修飾合用。值得注意的是，由于EV接收機(jī)制的復(fù)雜性，若是膜表面的關(guān)鍵蛋白被修改或者囊泡本身結(jié)構(gòu)被改變，可能會導(dǎo)致囊泡不被攝取甚至被無關(guān)細(xì)胞攝取，從而造成無法預(yù)估的副作用。因此，對細(xì)胞外囊泡的修飾方式應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。

在第三部分中，研究人員對生物材料輔助的細(xì)胞外囊泡療法在退變性疾病治療中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。通過結(jié)合天然材料、人工合成材料以及經(jīng)修飾的天然材料（如水凝膠、電紡絲、水凝膠微球等），EV在心血管系統(tǒng)疾病、骨相關(guān)疾病、傷口破損、神經(jīng)損傷等中都能發(fā)揮良好的治療效果，展現(xiàn)出了巨大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。

目前，細(xì)胞外囊泡的研究是一個活躍的熱點領(lǐng)域，正在發(fā)展的技術(shù)和相關(guān)研究的進(jìn)展可能會為細(xì)胞外囊泡的異質(zhì)性和生物學(xué)功能的揭示提供更多有價值的信息，并推動細(xì)胞外囊泡在醫(yī)學(xué)治療和診斷方面的發(fā)展。未來的研究成果可望為外泌體對組織再生、器官退化以及衰老等生理過程的作用提供新的見解。通過細(xì)胞外囊泡的分離純化、特異性鑒定以及相關(guān)分析檢測技術(shù)的進(jìn)步，將極大地推動對外泌體的基礎(chǔ)生物學(xué)的理解和在醫(yī)學(xué)治療技術(shù)中的應(yīng)用。