药物递送届的“显眼包”,必须得是外泌体!

lyw 162 2026-02-12 13:39:37

药物递送一直以来都是医药研发中关键的一环无论是化学药还是生物药都需要递送载体将药物最大效率地输送至目的地才会发挥其作用。例如,在基因治疗领域,腺相关病毒(AAV)载体和脂质纳米颗粒(LNP)作为核酸药的主要递送载体,推动着基因治疗药物的研究与发展。除了基因治疗,小分子药、大分子药也都离不开对递送技术的依赖。

不过由于AAV存在中和抗体问题,容易被人体免疫系统识别而降解。LNP纳米颗粒会聚集在肝脏和脾脏中,缺乏靶向选择性,并且具有一定毒性。和AAV、LNP相比,外泌体(EVs)的安全性则是很高的

 

 

 

外泌体(EVs)

 

EVs作为天然的生物大分子载体,不仅免疫原性低,它还可以突破脑膜屏障、全身循环、靶向递送,已经被认为是最具潜力的递送载体之一。

2013年,美国科学家James E. Rothman、Randy W. Schekman和美籍德国科学家Thomas C. Sudhof因发现细胞外囊泡(EVs)运输调控机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。后来2017年Nature期刊,有一篇报道称静脉注射载有siRNA的外泌体可以比载有siRNA的脂质纳米颗粒更好地抑制小鼠的胰腺癌,并且没有任何明显的免疫反应[1]。由此国内外多家公司布局工程化改造外泌体管线,着手外泌体在核酸药物递送方面的研究。

基于EVs的载药平台,根据 EVs 的成分来源,可将 EVs 递送平台分成3种类型:

(1)天然EVs,即天然或从基因工程细胞中直接获得的EVs;

(2)经药物或表面配体修饰后的EVs;

(3)类EVs样的脂质体;

目前EVs装载药物方法主要有两种一是内源表达,通过细胞内源表达,使蛋白或RNA等药物被分选进入EVs。二是外部装载,在EVs提取纯化后,通过机械或化学方法瞬时打开EVs的膜,使药物进入到囊泡中。最常见的方法有超声、电穿孔、皂素处理和孵育等等。

综上,外泌体在用于疫苗开发、基因治疗等相关核酸药物的递送上拥有非常不错的开发前景,未来可期!

 

 

美国SBI:Exo-Fect转染试剂

美国SBI研发了Exo-Fect转染试剂,采用的是细胞穿透肽的原理,可以把分离的外泌体变成“货物运载工具”,将RNA、DNA(包括质粒)甚至小分子运载到受体细胞中。

2020年,美国Meyer癌症中心在Nature上就发表了这样一篇文章[3],使用了SBI的 Exo-Fect Exosome Transfection Kit 转染甲基丙二酸(MMA)到外泌体中,让外泌体作为MMA的递送载体,充分验证了SBI的Exo-Fect转染试剂可以将小分子转染到外泌体中的作用。

2021年,天津医科大学贺慧宁教授在Chemical Engineering Journal(IF=16.744)上发表[4],称使用SBI的 EXFT20A-1 构建了一种cRGD修饰的具有siFGL1和siTGF-β1高负载效率的外泌体(cRGD-Exo/siMix),实现了FGL1和TGF-β1的共沉默,在体内外均表现出显著的抗肿瘤作用。

就在今年,复旦大学肿瘤医院也在Nature Communications(IF=17.694)上发表了一篇文章[5],设计了一个外泌体介导的CRISPR/Cas9传递系统,在体内靶向YTHDF1,导致YTHDF1缺失和抗肿瘤活性。研究结果表明,外泌体介导的YTHDF1缺失是一种通过激活抗肿瘤免疫反应来抑制肿瘤生长的安全方法。而文章中将CRISPR/Cas9质粒加载到外泌体中使用的就是SBI的Exo-Fect Exosome Transfection Kit(EXFT20A-1)。   

... ...

越来越多的研究者使用SBI的Exo-Fect来改造外泌体,装载上目的“货物”,进行下一步的外泌体药物递送或者外泌体治疗等研究。药物递送和基因治疗也迎来了外泌体的时代。

 

产品信息:

核酸转染试剂Exo-Fect(EXFT10/20A-1)可以将核酸直接转染至分离得到的exosome中,包括si/miRNA、mRNA,甚至质粒DNA。EXFT200A-1是新一代的、专门设计用于将siRNA/miRNA加载到外泌体中的试剂盒。

 

参考文献

[1] Kamerkar S, LeBleu VS, Sugimoto H, Yang S, Ruivo CF, Melo SA, Lee JJ, Kalluri R. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. Nature. 2017 Jun 22;546(7659):498-503. doi: 10.1038/nature22341.

 

[2] Herrmann, I.K., Wood, M.J.A. & Fuhrmann, G. Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform. Nat. Nanotechnol. 16, 748–759 (2021). https://doi.org/10.1038/s41565-021-00931-2

 

[3] Gomes AP, Ilter D, Low V, Endress JE, Fernández-García J, Rosenzweig A, Schild T, Broekaert D, Ahmed A, Planque M, Elia I, Han J, Kinzig C, Mullarky E, Mutvei AP, Asara J, de Cabo R, Cantley LC, Dephoure N, Fendt SM, Blenis J. Age-induced accumulation of methylmalonic acid promotes tumour progression. Nature. 2020 Sep;585(7824):283-287. doi: 10.1038/s41586-020-2630-0.

 

[4] Xing Pei, Xiaojuan Zhang, Lu Zhang, Mengmeng Yuan, Lu Sun, Fei Yu, Bangmao Wang, Jingwen Zhao, Huining He, Victor C. Yang,Targeted exosomes for co-delivery of siFGL1 and siTGF-β1 trigger combined cancer immunotherapy by remodeling immunosuppressive tumor microenvironment,Chemical Engineering Journal,Volume 421, Part 1,2021,129774,ISSN 1385-8947,https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129774.

 

[5] Lin W, Chen L, Zhang H, Qiu X, Huang Q, Wan F, Le Z, Geng S, Zhang A, Qiu S, Chen L, Kong L, Lu JJ. Tumor-intrinsic YTHDF1 drives immune evasion and resistance to immune checkpoint inhibitors via promoting MHC-I degradation. Nat Commun. 2023 Jan 17;14(1):265. doi: 10.1038/s41467-022-35710-7. 


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