利用外泌體靶向遞送siRNA的新方法

1、利用外泌體靶向遞送 siRNA 的新方法由于其生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，外泌體這種天然的膜泡在 藥物尤其是大分子的遞送方面具有很好的應(yīng)用前景。但是天 然外泌體的靶向性其實(shí)并不怎么好，很多時(shí)候提取的外泌體 主要聚集在了肝臟上。那么要將其如何改造才能達(dá)到很好的 藥物遞送效果呢？本文研究者提出通過(guò)利用人體自身的細(xì) 胞間傳遞 RNA 的載體來(lái)遞送 siRNA 。具體說(shuō)就是，通過(guò)在 外泌體表面表達(dá)神經(jīng)元靶向蛋白， 裝載 siRNA 后將它們注射 到小鼠的血液中，它們可在大腦中實(shí)現(xiàn)特定的基因敲低。外 泌體作為 siRNA 載體的使用雖然還處于早期階段， 但可能是 大分子藥物遞送領(lǐng)域的重大進(jìn)展， 并且可能是 si

2、RNA 臨床應(yīng) 用的關(guān)鍵步驟 為了實(shí)現(xiàn) RNA 藥物的治療潛力， 有效率、 組織特異性和免疫原性傳遞技術(shù)必須得到發(fā)展。本文中，研 究人員向我們展示了外泌體 -運(yùn)輸 RNAs 和蛋白的內(nèi)源性納 米囊泡可以將 siRNA 遞呈到小鼠腦內(nèi)。為了減少免疫原性， 研究人員運(yùn)用自我衍生的 DC 細(xì)胞進(jìn)行外泌體的制作。靶向 作用是通過(guò)驅(qū)動(dòng) DC 細(xì)胞表達(dá) Lamp2b 一種外泌體膜蛋白， 融合到神經(jīng)元特異性 RVG （神經(jīng)元特異性狂犬病病毒糖蛋白） 肽上實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)電穿孔技術(shù)使純化的外泌體滿載外源性 siRNA 。靜脈注射 RVG 靶向外泌體， 從而在腦內(nèi)表達(dá) GAPDH siRNA 特異性的神經(jīng)元、小膠質(zhì)

3、細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞，進(jìn)行導(dǎo)致特異性的基因敲除。 RVG 暴露前的外泌體并不減輕敲除， 且在其他組織中并沒(méi)有觀察到非特異性攝取。外泌體介導(dǎo)的 siRNA 傳遞的治療潛力由 BACE1 敲除的強(qiáng)大的 mRNA （60% ）和蛋白質(zhì) （62% ）所證實(shí)， 外泌體靶向遞送 siRNA 的BACE1抑制導(dǎo)致野生型小鼠的腦伊淀粉樣蛋白水平顯著降低。Figure 1 Targeting peptide expressed with Lamp2b is expressed on the external surface of exosomes.治療神經(jīng)疾病的難題是血腦屏障，只允許道爾頓的脂溶性分子自發(fā)擴(kuò) 散。

4、這可以防止約 98的藥物、 核酸和外泌體自發(fā)定位到大 腦。RVG靶向煙堿型乙酰膽堿受體的a-7-亞基，可能促進(jìn)外泌體穿過(guò)血腦屏障。乙酰膽堿受體除了在神經(jīng)元和腦毛細(xì) 血管中的存在之外，在神經(jīng)肌肉連接處也是豐富的。作者通 過(guò) RVG- 外泌體不顯著影響培養(yǎng)的鼠 C2C12 肌肉細(xì)胞， 但是 可在體外和體內(nèi)靶向鼠 Neuro2 神經(jīng)元來(lái)說(shuō)明其靶向特異性。Figure 2 In vitro delivery of siRNA by targeted exosomes. 治療神經(jīng)疾病的難題是血腦屏障，只允許道爾頓的脂溶性分 子自發(fā)擴(kuò)散。 這可以防止約 98 的藥物、 核酸和外泌體自發(fā) 定位到大腦。RVG

5、靶向煙堿型乙酰膽堿受體的a-7-亞基，可能促進(jìn)外泌體穿過(guò)血腦屏障。乙酰膽堿受體除了在神經(jīng)元 和腦毛細(xì)血管中的存在之外，在神經(jīng)肌肉連接處也是豐富的。作者通過(guò) RVG- 外泌體不顯著影響培養(yǎng)的鼠 C2C12 肌肉細(xì) 胞，但是可在體外和體內(nèi)靶向鼠 Neuro2 神經(jīng)元來(lái)說(shuō)明其靶 向特異性。Figure 3 In vivo delivery of siRNA with targeted exosomes results in brain-specific gene knockdown. 本文研究者對(duì)外泌體的免疫原性進(jìn)行了初步研究，但仍有許 多研究和問(wèn)題需要進(jìn)一步的進(jìn)行和解答。作者證實(shí)，通過(guò) RVG 靶

6、向作用腦的外泌體并不能激活體內(nèi)短期先天性免疫 反應(yīng)，比如IL-6、IP-10、TNF- a或IFN- a。他們還發(fā)現(xiàn)在體 外混合淋巴細(xì)胞試驗(yàn)中使用來(lái)自同系或同種異體小鼠的細(xì) 胞，在 3 天內(nèi)沒(méi)有 T 細(xì)胞增殖的增加。本文作者沒(méi)有進(jìn)一步 研究 RVG-Lamp2b 融合蛋白是否誘導(dǎo)重復(fù)給藥后的適應(yīng)性 免疫。而事實(shí)是，這很可能會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性免疫反應(yīng)。另一個(gè) 未被研究者解決的問(wèn)題是，受阿爾茨海默病影響的大腦中， 用于使外泌體靶向作用于大腦的RVG的受體，即a-7-亞基乙酰膽堿受體，明顯減少。這個(gè)問(wèn)題在開(kāi)發(fā)包含抗 BACE1 siRNA 的 RVG- 外泌體用于阿爾茨海默氏病的臨床應(yīng)用時(shí)是 最重要的。最

7、后，值得考慮的是，長(zhǎng)時(shí)間治療的患者需要大 量自體單核細(xì)胞，且必須通過(guò)白細(xì)胞分離技術(shù)來(lái)獲得所需數(shù) 量的樹(shù)突細(xì)胞。相信后來(lái)人可以解答這些問(wèn)題，并探索和解 答其他問(wèn)題。 Referrence ：Alvarez-Erviti, Lydia., Seow, Yiqi., Yin, Haifang., Betts, Corinne., Lakhal, Samira., Wood, Matthew J A. (2011). Delivery of siRNA to the mouse brain by systemic injection of targeted exosomes., Nat.Biotechnol., 29（4）, 341-5.End 醫(yī)藥加學(xué)習(xí)班重點(diǎn)推薦： 第二 期國(guó)自然基金標(biāo)書撰寫與修改培訓(xùn)班【北京， 2018 年 1 月 13-14 】2017 第九期非編碼 RNA 技術(shù)與研究策略培訓(xùn)班 （北 京班， 2017 年 12 月 23-24 號(hào)）2017 第十期非編碼 RNA 技 術(shù)與研究策略培訓(xùn)班（武漢班， 2018 年 1 月 6-7 號(hào)） 2017 第十一期循證醫(yī)學(xué)與 Meta 分析學(xué)習(xí)班（福州，武漢，深圳 班）第五期 CRISPR/Cas9 基因