东南大学姚红红团队开发外泌体递送的环状RNA，治疗抑郁症

 来源 | 神经周刊 

       细胞外囊泡  （extracellular vesicle, EV）  是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡结构  （40-1000nm）  。由于免疫原性低、可生物降解、低毒性且能通过血脑屏障，EV已经成为免疫治疗、再生医学等领域的非常有前景的药物递送载体，受到越来越多的关注。 环状RNA  （circRNA）  ，普遍存在于真菌、植物、昆虫、鱼类和哺乳动物，甚至于某些病毒的基因组本身就是环状RNA，如D型肝炎病毒和植物类病毒。与线性mRNA不同，  环状RNA是高度稳定的  ，因为它的共价闭合环结构可以保护它免受外切酶介导的降解。 近日，东南大学姚红红团队在 Journal of Extracellular Vesicle 期刊发表了题为：  Extracellular vesicle-mediated delivery of circDYM alleviates CUS-induced depressive-like behaviours  的研究论文。 研究团队在之前研究的基础上，构建了靶向中枢神经系统的递送环状RNA-circDYM的细胞外囊泡——  RVG-circDYM-EVs  。能够有效缓解慢性应激  引起的抑郁样行为障碍，成功将环状RNA开发为核酸药物。   2018年11月，姚红红团队在   Molecular Psychiatry   期刊发表论文，发现环状RNA DYM  （circDYM）  可作为miRNA9的海绵，通过吸附mRNA9来发挥调控作用。并进一步证明，过表达  海马脑区circDYM后能够抑制miRNA9的活性，最终降低小胶质细胞活化，缓解抑郁样行为。         2011年已开发出利用外泌体靶向递送siRNA的新方法，对外泌体表面膜蛋白lamp2b进行改造，并与神经元特异性狂犬病毒糖蛋白  （RVG）  进行融合形成RVG -lamp2b融合蛋白的外泌体，并通过电穿孔的方法使外源性短链RNA干扰进入外泌体中，外泌体表面的RVG通过与乙酰胆碱受体结合将短链RNA干扰特定释放到神经元中，显著下调了阿尔茨海默病相关蛋白的BACE1表达。 通过类似的方法，研究团队构建了RVG-circDYM-EVs系统，以外泌体为载体实现烟碱乙酰胆碱受体靶向性的过表达circDYM  （图1）  。   图1：RVG-circDYM-EVs系统     

       通过尾静脉注射200 μg RVG-circDYM-EVs，2小时后，小鼠肝脏、肾脏、心脏、脾、大脑等部位开始富集存在该外泌体系统  （图2）  ，其中肝脏富集表达最多，随时间的推移，外泌体的含量逐渐减少。 图2：RVG-circDYM-EVs

       在体内的生物分布 更进一步来说，RVG-circDYM-EVs可特定表达在海马区域的小胶质细胞、神经元和星形胶质细胞上。这就表明烟碱乙酰胆碱受体靶向性的过表达circDYM外泌体能够透过血脑屏障进入小鼠脑部，并均匀分布。 离体细胞实验发现RVG-circDYM-EVs能够降低脂多糖引起的小胶质细胞激活: iNOS、IL-6, IL-1β, MCP-1表达降低。随后向慢性应激引起的抑郁样小鼠尾静脉分别给与100、200、300、400 ug RVG-circDYM-EVs治疗后，200、300、400 ug剂量组能够明显改善小鼠抑郁样行为  （图3）  。   

图3：RVG-circDYM-EVs系统发挥抗抑郁作用   

        为进一步探究RVG-circDYM-EVs调控小胶质细胞活性的分子机制，研究人员通过单细胞测序发现转录因子TATA框结合蛋白关联因子1  （TAF1）  蛋白能够调控10多个差异性表达基因，并能与circDYM发生相互作用，共定位在小胶质细胞的胞质中。离体实验发现过表达TAF1促进Trpm6和Cyp39a1的表达，在过表达circDYM能够抑制这种促进作用。 脂多糖能够促进TAF1与Trpm6 和 Cyp39a1启动子的结合，敲低Trpm6 或 Cyp39a1均能阻断脂多糖引起iNOS水平的升高。这些分子实验表明circDYM可直接通过TAF1调控小胶质细胞的激活。 慢性应激能够引起海马脑区紧密连接蛋白表达降低，血脑屏障通透性增加，最终引起CD4阳性T细胞、CD8阳性T细胞、B220阳性B细胞等外周免疫细胞浸润到大脑实质中，在给予RVG-circDYM-EVs处理后能够部分修复血脑屏障，减少外周免疫细胞浸润。  

       据悉本文开发的RVG-circDYM-EVs于2020年2月13日提交专利申请，申请名称为：烟碱乙酰胆碱受体靶向性的过表达circDYM的外泌体及其制备方法与应用。