ANEXT安龄生物·外泌体再添新赛道！成为下一代基因治疗载体

2023-07-12 11:05 作者:熊麻吉乐园 0人读过 | 我要投稿

外泌体递送基因载体用于基因治疗

基因治疗（gene therapy）是指将外源正常基因通过基因转移技术导入靶细胞，以纠正或代偿基因缺陷和异常引起的疾病，最终达到治疗目的的一种生物治疗方法。

1989年，科学家首次利用逆转录病毒载体实施第一例人类基因治疗实验，此后基因治疗研究在全球范围内逐渐展开。近些年，基因治疗发展如火如荼，为恶性肿瘤、遗传病及罕见病，例如血友病、地中海贫血症、杜氏肌营养不良等疾病的治疗提供了一种新的治疗手段。

由于基因治疗需要将相应的基因片段递送到人体或细胞中，因此进行基因治疗离不开基因递送技术——即载体系统。目前基因治疗过程中用到的载体系统主要分为两类：病毒类载体和非病毒类载体。

病毒介导的基因递送系统使用复制缺陷的修饰病毒，但可以传递DNA表达，包括腺病毒、逆转录病毒和慢病毒。传统的非病毒载体包括胶束、脂质体、树状聚合物和碳纳米管。最近，由细胞分泌的细胞外囊泡，特别是外泌体，已被用作基因递送的非病毒载体，并显示出高生物相容性、低清除率和适合细胞靶向传递的特性。它们是相对惰性的、非免疫原性的、可生物降解的和生物相容的。在啮齿动物中，它们甚至可以通过具有挑战性的身体障碍，例如血脑屏障等，因此，外泌体正在成为一种体内基因治疗载体。

香港中文大学夏江教授等在Nanoscale杂志发表综述，描述了外泌体作为载体进行封装和将基因载体递送至细胞的过程以及相关的疾病治疗方法。外泌体作为各种遗传物质的载体的利弊，工程化外泌体以增加负载和递送的策略，最大化基因负载外泌体产量的方法，以及对外泌体介导的靶向基因治疗的未来展望讨论。

与其他基因递送系统相比，外泌体作为基因治疗的载体有以下几个优势：第一，外泌体是多功能载体，可以包裹并递送各种生物货物，例如小RNA、mRNA和蛋白质；第二，外泌体具有穿越生物屏障（例如血脑屏障）的天然能力，还可以迁移到没有血液供应的组织或区域，例如致密的软骨基质，此外在到达目标组织后，外泌体可以在那里停留很长一段时间。另一个重要特征是外泌体可以基因工程改造。通过改造外泌体的表面蛋白可以实现多种目的，例如，可以将靶向细胞或组织的肽附加在外泌体的表面上，以实现针对特定组织的选择性靶向，避免在其他器官中不必要的积累，从而降低全身毒性。研究表明，基于外泌体的靶向基因疗法可以增强治疗功效和安全性。有研究人员设计了一种基于外泌体的软骨细胞靶向miRNA递送系统，用于软骨缺损修复。在这项工作中，软骨细胞亲和肽（CAP）在外泌体表面表达，并且miR-140被装载在外泌体内部。与封装在没有表面修饰的外泌体中的miRNA相比，CAP-外泌体/miRNA复合物的关节内注射显示出软骨的选择性和长期富集，并且对软骨缺损的治疗功效显著提高。

来自细胞源，外泌体的载体可以介导各种基因治疗分子或载体的递送。特别是，通过外泌体的遗传或化学工程，可以将特异性识别序列安装在外泌体的外部，以指导货物的靶向递送，或者可以通过外泌体标记蛋白来设计蛋白-蛋白相互作用富集靶蛋白。此外，具有核酸结合特性的工程外泌体也将有助于质粒或载体的包封并提高加载效率。将外泌体与脂质体融合将形成囊泡，该囊泡可以封装大质粒或mRNA转录本，同时保留外泌体的优势，例如生物相容性和靶向能力。作为迈向临床试验的重要一步，在实现大规模生产外泌体或载药外泌体方面也取得了进展。纳米穿孔等仪器和程序的突破也解决了装载和生产的瓶颈。