ANEXT安龄生物·Nature：系统解析miRNA分选进入细胞外囊泡的机制

ANEXT安龄生物·Nature：系统解析miRNA分选进入细胞外囊泡的机制

解析miRNA分选进入细胞外囊泡的机制

细胞外囊泡作为药物递送载体是近两年产业界开始关注的重要议题之一。由于缺乏对于细胞外囊泡装载RNA和蛋白机制的理解，工程化细胞外囊泡装载药物效率存在严重的瓶颈限制，通常只能通过电转等人为手段实现药物装载，如何提高药物装载效率是细胞外囊泡作为药物递送载体应用于临床前必须解决的问题。这篇文章所揭示的细胞外囊泡装载miRNA相关的蛋白机器及核酸基序为优化细胞外囊泡药物装载策略和提高细胞外囊泡药物装载效率提供了重要的理论支撑和策略选择。

来自哈佛大学医学院和加州巴克老化研究所的研究人员，通过对细胞驻留和细胞外囊泡富集miRNA的序列分析，及具体蛋白和核酸基序的实验验证，并系统性的阐释了miRNA分选进入细胞外囊泡的具体机制，初步阐释了细胞外囊泡miRNA的分选系统，相关研究成果以“MicroRNAsequence codes for small extracellular vesicle release and cellular retention”为题在Nature在线发表。

大量的研究报道介绍了细胞外囊泡miRNA参与生理病理调控过程，但是由于细胞外囊泡相关miRNA分选机制研究的空白，导致细胞外囊泡miRNA功能研究成为了“空中楼阁”。针对细胞外囊泡miRNA是否真的具有广泛的功能，也同样存在一些质疑声音。先前已有少量报道介绍特定蛋白可能参与了miRNA进入细胞外囊泡的分选过程，也有零星的文章介绍了个别miRNA进入细胞外囊泡的分选机制，但是依旧缺少miRNA进入细胞外囊泡机制的系统性阐释报道。

为研究细胞驻留miRNA和细胞外囊泡富集miRNA的具体特征，研究人员从3T3-L1分化的白色、棕色脂肪细胞、C2C12（骨骼肌）细胞、SVEC（内皮）细胞等多个小鼠细胞系培养基中，通过差速超速离心等方法分离纯化了EV。这些EV直径分布在50-200nm，富含经典EV标志物ALIX、TSG101、CD9和CD63，并且相关阴性指标GM130和CANX19呈现阴性。使用基于实时定量PCR (qPCR)的阵列评估分析了分泌的EV及其来源细胞的miRNA组成，结果证实了EV中富集的miRNA和细胞驻留的miRNA种类存在显著差异，并且EV富集的miRNA在不同细胞来源中呈现相似趋势，暗示miRNA进入EV存在主动分选机制。进一步的机制研究，发现了诸多与细胞体驻留和EV富集相关的miRNA基序。改变特定miRNA的基序确实可以改变miRNA在细胞或EV中的富集情况。为miRNA添加特定的基序可促进其EV富集并调控受体细胞功能。综上，该研究结果证实了细胞外囊泡miRNA分选系统的存在及工作原理，为深入理解细胞外囊泡miRNA的功能机制提供了可靠的理论依据。

这篇文章所揭示的细胞外囊泡装载miRNA相关的蛋白机器及核酸基序，为优化细胞外囊泡药物装载策略和提高细胞外囊泡药物装载效率，提供了重要的理论支撑和策略选择。诸如为miRNA或编码蛋白的mRNA融合特定基序，为蛋白、脂质分子直接共价结合特定基序都是值得尝试和改善装载效率的潜在策略。

文章通过详实系统的组学数据以及严谨的实验论证，证实了细胞外囊泡miRNA分选系统的存在及工作原理，为深入理解细胞外囊泡miRNA的功能机制提供了可靠的理论依据。