安齡資訊 | 外泌體每周速遞012

1、牛乳外泌體——具有巨大應(yīng)用潛力的口服藥物遞送系統(tǒng)

近日，陜西師范大學(xué)團隊在Food & Function雜志上發(fā)表了綜述文章“Milk exosomes: an oral drug delivery system with great application potential” (oi: 10.1039/d2fo02013k)，系統(tǒng)總結(jié)了牛乳外泌體的特征、分離技術(shù)、染色和標(biāo)記技術(shù)、靶向修飾技術(shù)，并討論了牛乳外泌體在載藥和疾病治療中的應(yīng)用和前景。

先前的研究表明，蛋白類藥物和小分子藥物等物質(zhì)可以通過不同的方法裝載到牛乳外泌體中或外泌體膜上。最常見的方法是共孵育、電穿孔、循環(huán)凍融、透析以及使用表面活性劑等。乳源外泌體的藥物裝載率與藥物裝載方法和外泌體來源的不同有關(guān)，然而，牛乳外泌體的裝載率和包封率通常不夠高，這是當(dāng)牛乳外泌體用作藥物載體時必須考慮的問題。迄今為止，牛乳外泌體作為藥物載體已被應(yīng)用于治療許多疾病，其中包括肺癌、糖尿病、乳腺癌、卵巢癌、口腔鱗狀細(xì)胞癌，成功裝載的藥物包括姜黃素、花青素、紫杉醇、雷公藤紅素、表兒茶素沒食子酸酯、胰島素、miRNA等。

牛乳外泌體不僅可以作為藥物載體治療疾病，而且對某些疾病也有預(yù)防和治療作用。例如，牛乳外泌體會抑制DNMT1和DNMT3這兩個基因表達(dá)，從而預(yù)防結(jié)直腸癌。此外，研究表明牛乳外泌體具有抗炎作用。牛乳和母乳外泌體對結(jié)腸炎也有特定的治療作用，牛奶初乳來源的外泌體（Col-exo）可激活結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖和巨噬細(xì)胞增殖，有效消除活性氧，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞因子的表達(dá)并減輕炎癥，從而對小鼠結(jié)腸炎模型具有治療作用。此外，對小鼠關(guān)節(jié)炎模型的研究表明，牛乳外泌體可以減緩關(guān)節(jié)炎的發(fā)作，減少軟骨損失和骨髓炎癥。2022年Yenuganti等人的研究證明了牛乳外泌體和羊乳外泌體的抗病毒能力，為基于乳源外泌體治療病毒性疾病的研究開辟了一條新途徑。

2、循環(huán)細(xì)胞外囊泡的miRNA特征作為慢性腎臟病的血管鈣化因子

近日，發(fā)表在Circulation Research雜志上的一篇文章研究了在腎臟和VSMC之間循環(huán)的小細(xì)胞外囊泡(sEV)的作用，并發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的sEV傳播的microRNA(miRNA)及其生物信號通路。

這項研究確定了在 CKD 模型嚙齒動物和人類的循環(huán) sEV 中傳播的 microRNA (miRNA) 的轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征，并發(fā)現(xiàn) 4 種 miRNA 的缺乏對于 CKD 的 VC 是必不可少的。計算機靶標(biāo)分析顯示 VEGFA（血管內(nèi)皮生長因子 A）-VEGFR2 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是 這4種miRNAs的共同靶標(biāo)，并將這些 miRNAs 鑒定為 VC 預(yù)測和治療靶標(biāo)的潛在生物標(biāo)志物。

該研究通過腺嘌呤誘導(dǎo)的腎小管間質(zhì)纖維化在大鼠和小鼠中建立了CKD模型。當(dāng)用大鼠CKD血清處理時，A10胚胎大鼠VSMC的培養(yǎng)物顯示osterix(Sp7)、骨鈣素(Bglap)和骨橋蛋白(Spp1)的鈣化和轉(zhuǎn)錄增加。sEV存在而不是sEV耗盡的血清，加速了VSMC的鈣化。中性鞘磷脂酶和sEV的生物發(fā)生/釋放抑制劑GW4869（每2天2.5mg/kg）的腹膜內(nèi)給藥可抑制高磷飲食下CKD小鼠的胸主動脈鈣化。GW4869誘導(dǎo)成骨標(biāo)記基因的鈣化和轉(zhuǎn)錄幾乎完全恢復(fù)。在CKD中，sEV的miRNA轉(zhuǎn)錄組顯示4種miRNA、miR-16-5p、miR-17~92簇來源的miR-17-5p/miR-20a-5p和miR-106b-5p被耗盡。隨著腎功能惡化，它們在來自CKD患者的sEVs中的表達(dá)降低。用每種miRNA模擬物轉(zhuǎn)染VSMC可減輕鈣化。計算機分析表明，VEGFA（血管內(nèi)皮生長因子A）是這些miRNA的聚集靶點。研究發(fā)現(xiàn)在高磷飲食下CKD小鼠的胸主動脈中VEGFA轉(zhuǎn)錄增加了16倍，而GW4869逆轉(zhuǎn)了這一點。用索拉非尼、呋喹替尼、舒尼替尼或靶向VEGFR2的siRNA抑制VEGFA-VEGFR2信號傳導(dǎo)可減輕VSMC中的鈣化?？诜秽婺幔刻?.5mg/kg）4周可抑制小鼠主動脈中成骨標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)錄。miR-16-5p、miR-17-5p、20a-5p和miR-106b-5p預(yù)測腹主動脈鈣化的曲線下面積分別為0.7630、0.7704、0.7407和0.7704。

循環(huán)sEV的miRNA轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征揭示了它們的病理作用，在CKD驅(qū)動的血管鈣化中缺乏靶向VEGFA信號的鈣化保護(hù)性miRNA。這些sEV傳播的miRNA是血管鈣化的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點。

3、高通量外泌體陣列用于蛋白質(zhì)腫瘤標(biāo)志物的原位檢測

近日，吉林大學(xué)團隊聯(lián)合普渡大學(xué)團隊開展了一種高通量的外泌體陣列用于蛋白質(zhì)腫瘤標(biāo)志物的原位檢測，相關(guān)內(nèi)容以“Supramolecular Exosome Array for Efficient Capture and In Situ Detection of Protein Biomarkers”為題發(fā)表在Anal Chem上（2023 Feb 7;95(5):2812-2821）。

在該工作中，作者利用一種天然衍生的兩親性分子——兩性霉素B，通過其多烯結(jié)構(gòu)插入到蛋白質(zhì)的脂質(zhì)相中產(chǎn)生的范德華力和其他分子間力與脂質(zhì)和甾醇相互作用作為分離外泌體的化學(xué)探針（ADSP）。并將AMB分子偶聯(lián)到三維樹狀大分子上提供一個多價放大作用效果，從而能夠有效地從復(fù)雜的體液中捕獲外泌體，用于對高通量蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)記物的大規(guī)模驗證。ADSP還可以修飾在磁珠或纖維素膜等各種載體上，實現(xiàn)從微量的臨床樣本中捕獲外泌體的效果，為發(fā)現(xiàn)和驗證用于癌癥診斷和預(yù)后的蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物提供了一個平臺。

該文章報告了一種基于外泌體的兩親性超分子探針的發(fā)展，可用于高效捕獲外泌體以及進(jìn)行原位高通量陣列分析。通過將ADSP超分子探針涂覆在NC膜上，可以實現(xiàn)基于陣列的高靈敏捕獲和高通量檢測一體化。相對于“金標(biāo)準(zhǔn)”超速離心法避免了超速離心過程中多步操作造成的樣品損失，提高了外泌體的捕獲效率。更重要的是，通過與基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)生物標(biāo)志物的定量篩選相結(jié)合，這種超分子探針能夠在未來為外泌體分析以及疾病生物標(biāo)志物的鑒定提供新的平臺。

4、細(xì)胞外囊泡的仿生合成與優(yōu)化應(yīng)用于骨再生

近日，上海交大醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院團隊在Journal Of Controlled Release上發(fā)表了題為“Biomimetic Synthesis and Optimization of Extracellular Vesicles for Bone Regeneration”的綜述文章（DOI: 10.1016/j.jconrel.2023.01.057），對于EVs在骨再生過程中的作用，應(yīng)用于骨再生的EVs仿生合成與優(yōu)化策略以及EVs遞送系統(tǒng)分別進(jìn)行了梳理總結(jié)，綜述了該領(lǐng)域目前所面臨的挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)解決方案和未來展望。

該綜述首先介紹了不同細(xì)胞所釋放的EVs對于骨再生的作用，涉及間充質(zhì)干細(xì)胞，免疫細(xì)胞，成骨細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，并對骨再生過程中發(fā)揮作用的EVs貨物進(jìn)行總結(jié)。另外，討論了目前天然衍生EVs存在的局限：半衰期短，缺乏骨組織特異性以及治療效果有限。文章重點介紹了應(yīng)用于骨再生的EVs仿生合成與優(yōu)化策略，分別從“增強EVs生物活性”，“增加EVs內(nèi)吞”，“促進(jìn)EVs的骨靶向性”三個方面進(jìn)行具體闡述，對現(xiàn)有研究進(jìn)行總結(jié)歸類，有利于日后對EVs進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，提高EVs在骨再生方面的治療潛能。

天然EVs具有一定的促成骨能力，經(jīng)過仿生合成和優(yōu)化可進(jìn)一步增強其對骨再生的治療作用。但EVs發(fā)揮良好的治療效果還需要合適的遞送系統(tǒng)，否則可能發(fā)生爆發(fā)釋放、被快速清除以及非特異性分散等問題。文章回顧了骨組織工程領(lǐng)域中EVs遞送系統(tǒng)的最新進(jìn)展，并重點關(guān)注了不同生物材料對EVs的控釋情況。

最后，文章進(jìn)一步討論了EVs在臨床轉(zhuǎn)化中面臨的挑戰(zhàn)，并提出對應(yīng)的解決方案：1）目前分離獲得EVs的產(chǎn)量低?？赏ㄟ^開發(fā)新分離方法提高EVs產(chǎn)量，例如切向流過濾或序列擠壓等方法。2）EVs裝載效率有限。文中介紹了常用裝載方法及其裝載效率比較，并總結(jié)了提高裝載效率的近期研究。3）靶細(xì)胞對EVs內(nèi)吞有限?？赏ㄟ^膜表面修飾，基因工程等方法促進(jìn)EVs被靶細(xì)胞攝取。4）血液中EVs的清除速率高。可通過影響網(wǎng)狀內(nèi)皮組織/單核巨噬系統(tǒng)對EVs的識別功能，降低EVs的清除效率。EVs療法在組織再生領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，仿生合成EVs及優(yōu)化策略可提高其誘導(dǎo)骨再生的治療潛力，適宜的EVs遞送系統(tǒng)的設(shè)計可將治療效果最大化，有效推動EVs在骨再生應(yīng)用的臨床轉(zhuǎn)化。