外泌体每周速递010（2023.01

外泌体每周速递010（2023.01.30-2023.02.05）

1、基于“外泌体偶联抗坏血酸”纳米滴眼液用于干眼症治疗

近日，首都医科大学附属北京朝阳医院眼科陶勇研究团队基于DED患者泪液中炎症因子、结膜细胞ROS表达升高及眼表损伤的临床发现，创建了一种多效纳米颗粒--外泌体偶联抗坏血酸，通过抗炎、促修复以及清除ROS联合治疗DED，在体外实验及苯扎氯铵（BAC）诱导的干眼症小鼠模型上具有显著效果，为干眼症提供了新型治疗方式。相关工作发表于Nanoscale（A Synergistic Therapeutic Nano Eyedrop for Dry Eye Disease Based on Ascorbic Acid-Coupled Exosomes, Nanoscale, 2023, DOI: 10.1039/D2NR05178H）。

 （图片出处：Nanoscale）

在这项工作中，研究团队选用间充质干细胞外泌体（mExo）以发挥抗炎、促修复作用，泪液中天然存在的抗坏血酸（AA）以实现清除ROS的目的。在mExo负载AA的方式上，未选用传统的超声处理、共孵育或电穿孔等方式，而是将金纳米颗粒作为linker，AA作为金纳米颗粒的配体间接偶联到mExo的表面（mExo@AA）。该制备方法过程简单、负载效率高、且不会破坏外泌体的形貌，ROS的清除效率可以达到80%。mExo@AA可以干预干眼症的多种病理过程且具有良好的生物安全性，避免了治疗效果欠佳及多次使用药物导致的副作用等问题。为了研究mExo@AA的实际性能，研究团队将mExo@AA滴眼液滴加到在BAC诱导的干眼小鼠模型中，mExo@AA表现出最佳的角膜上皮修复、ROS清除效果和最低的炎症表达。

 （图片出处：Nanoscale-mExo偶联AA的示意图）

 （图片出处：Nanoscale）

2、巨噬细胞外泌体协助将LNP-mRNA疗法的mRNA递送至胰腺β细胞

Science Advances杂志近日发表的一篇文章假设改变纳米颗粒的化学和给药途径可能使mRNA诱导的蛋白质在网状内皮系统之外表达。该报道描述了一种使用脂质纳米颗粒有效且特异性地将mRNA递送至胰腺的策略。通过腹膜内给药递送含有阳离子辅助脂质的脂质纳米颗粒会在胰腺中产生稳健且特异性的蛋白质表达。大多数产生的蛋白质表达发生在产生胰岛素的β细胞内。胰腺mRNA的递送依赖于腹膜巨噬细胞外泌体分泌的水平基因转移，这是一种影响mRNA脂质纳米颗粒递送的未被充分认识的机制。作者预计这一策略将使基因疗法能够治疗难治性胰腺疾病，如糖尿病和癌症。

 （图片出处：Science Advances）

mRNA疗法在疫苗接种、蛋白质替代、基因编辑、免疫疗法和组织再生方面具有几乎无限的临床潜力。这种临床效用，特别是对于mRNA疫苗，可以通过它们对正在进行的SARS-CoV-2大流行的抑制来证明。鉴于这一成功，作者预计用于其他应用的mRNA疗法的临床转化将激增。然而，要充分释放mRNA药物的潜力，该领域必须首先开发能够进入病变细胞和组织的递送系统。

该研究描述了一种LNP制剂，它可以有效和选择性地将mRNA递送到胰腺。研究表明，mRNA-LNPs的腹膜内递送在胰腺中诱导了结构不同的可电离脂质的强蛋白表达。该策略主要在β细胞中诱导蛋白质表达，β细胞是位于胰岛中的胰岛素生成细胞。此外，腹膜巨噬细胞细胞外囊泡(EV)转移促进了mRNA的递送，并且功效与全身毒性无关。总之，这些数据表明mRNA-LNP是一种可行的非病毒方法，可在难以转染的胰腺细胞中诱导蛋白质表达。

 （图片出处：Science Advances-从LNP处理的巨噬细胞中分离出的EV转染胰岛细胞）

3、内脏脂肪外泌体miRNA在动脉粥样硬化性疾病中的作用及机制研究

近日，复旦大学汤其群团队从内脏脂肪外泌体中筛选到miR-27b-3p可以特异性作用到血管内皮细胞，促发内皮细胞炎症反应及动脉粥样硬化的发生。该研究成果以“Exosomal miR-27b-3p secreted by visceral adipocytes contributes to endothelial inflammation and atherogenesis”为题发表在Cell Reports杂志上（2023 Jan 5;42(1):111948）。该研究系统证实了肥胖促进内脏脂肪外泌体miR-27b-3p分泌入血，通过下调内皮细胞中PPARα的表达，促进内皮细胞炎症及动脉粥样硬化的发生。

 （图片出处：Cell Reports）

该团队首先建立了脂肪组织的外泌体分离方法，将脂肪组织在体外培养3天后，通过经典的超速离心方法，得到外泌体成分。通过电子电镜、NTA颗粒检测、Western blot等方法对外泌体进行了不同角度的鉴定，从而保证外泌体的分离是稳定有效的。接着采用三种肥胖小鼠模型（高脂饮食诱导、Ob/ob、Db/db），分离内脏脂肪组织的外泌体成分。发现肥胖可以引起内脏脂肪组织外泌体的大量分泌，并鉴定了一系列在肥胖状态时表达变化的miRNA。

 （图片出处：Cell Reports-肥胖诱导内脏脂肪外泌体miRNA的变化谱）

肥胖诱导内脏脂肪外泌体miRNA的变化谱其中miR-27b-3p同时在内脏脂肪和血清外泌体中出现了高表达，并对血管内皮细胞有特异性的促炎作用。接着通过一系列体外实验，发现miR-27b-3p主要表达在成熟的脂肪细胞中，并可被分泌出来。在冠心病人群的血清中发现外泌体miR-27b-3p的含量与BMI和腰围成正比。进一步的细胞共培养实验发现miR-27b-3p可以被包裹在外泌体中分泌，并被内皮细胞吸收，但却不影响外泌体的颗粒数。miR-27b-3p并不影响脂肪细胞本身的分化成熟，但从脂肪细胞中分泌出来后，可以促进内皮细胞的炎症反应，并且这种炎症反应可以被外泌体的抑制剂以及miR-27b-3p的拮抗剂所阻断。从机制方面来说，miR-27b-3p通过结合在PPARa的CDS区域，下调PPARa的表达。在小鼠体内，过表达miR-27b-3p可以促进动脉粥样硬化的发生。相反，促进PPARa的表达抑制动脉粥样硬化的发生。

（图片出处：Cell Reports-内脏脂肪外泌体发挥作用的模式图）

内脏脂肪外泌体发挥作用的模式图研究团队系统验证了miR-27b-3p及其靶基因PPARα对动脉粥样硬化的作用效果及机制研究。在临床上，PPARα激动剂贝特类药物主要是用于降低血脂，但治疗效果有限。这是否跟病人血管内皮中PPARα的表达下调有关？未来，该团队拟进一步研究PPARα激动剂贝特类药物对不同类型动脉粥样硬化性疾病的治疗效果及机制进行进一步相关性研究，以期对动脉粥样硬化性疾病的防治有一定的推动作用。

4、间充质干细胞来源的外泌体作为生物活性材料在腱骨愈合中的治疗潜力和机制

近日，浙江大学医学院附属第二医院吴浩波团队总结了间充质干细胞来源的外泌体的作用及其促进腱-骨愈合的潜在机制，并且讨论了间充质干细胞来源的外泌体在腱-骨损伤中的应用前景。该综述文章以“Therapeutic potential and mechanisms of mesenchymal stem cell-derived exosomes as bioactive materials in tendon–bone healing”为题发表在J Nanobiotechnology杂志上。

 （图片出处：J Nanobiotechnology）

在该综述文章中，作者回顾了间充质干细胞来源的外泌体（MSC-exos）的潜在作用，重点阐述了MSC-exos 促进腱-骨愈合的机制主要归因于三个方面：

（1）MSC-exos的抗炎作用可以减少炎症细胞向腱-骨交界处的浸润，并诱导巨噬细胞从M1表型向M2表型极化，从而减少促炎细胞因子，减少细胞凋亡，增加细胞增殖，减少纤维血管瘢痕组织的形成，促进纤维软骨附着点的再生；

（2）MSC-exos可以促进腱-骨交界处周围的血管生成，这对于促进腱骨愈合至关重要；

（3）MSC-exos 的成骨和抑制骨溶解作用可以促进肌腱移植物与骨隧道的骨整合，从长远来看，这将大大降低了手术后的再撕裂率。

 （图片出处：J Nanobiotechnology-间充质干细胞外泌体在腱骨损伤中的机制）

此外，作者还讨论了 MSC-exos 在促进腱骨愈合方面的可能应用。

其一，外泌体可作为纳米载体用于药物传递统系来治疗各类疾病，与细胞疗法相比，具有无细胞毒性、免疫原性低、循环稳定性高、生物相容性好等优势。重点聚焦在外泌体通过传递miRNA和蛋白质来促进腱骨愈合的机制。并介绍了目前外泌体载药的方法及其优缺点。

其二，直接将外泌体注射到损伤区域可能导致外泌体无法发挥其作用，由于水溶液中的游离外泌体会流走或被快速清除，导致难以保留在损伤区域。因此，外泌体可结合生物材料，如水凝胶等，以剂量和时间依赖性方式控制外泌体释放，达到有效的药物浓度，从而促进腱-骨愈合。这些发现可能为腱-骨损伤的治疗提供新的研究方向。

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