J Nanobiotechnology｜西交利物浦大学吴强团队：基于支架蛋白的

细胞外囊泡（Extracellular vesicles, EVs）作为细胞间通讯的关键介质，因其低免疫原性、良好的生物相容性以及跨越生物屏障（如血脑屏障）的能力，已成为极具潜力的药物递送载体。然而，天然EVs在临床应用中仍面临产量低、靶向性有限以及装载效率不足等挑战。通过基因工程修饰EV的支架蛋白（Scaffold proteins），可以显著提升EVs的组织趋向性、货物装载能力及体内稳定性，是下一代EV疗法的核心策略。

西交利物浦大学吴强团队在Journal of Nanobiotechnology上发表题为“Bioengineering of extracellular vesicles with scaffold proteins for drug delivery”的综述论文，主要介绍了利用支架蛋白对EVs进行生物工程化改造的最新进展、策略分类、临床转化挑战及未来前景。

该综述首先概述了EVs作为药物递送系统的生物学基础与优势，随后深入剖析了支架蛋白在EV工程化中的核心作用。文章根据膜拓扑结构和结合机制，将常用的支架蛋白分为五大类：四跨膜蛋白（Tetraspanins，如CD63、CD9）、I型跨膜蛋白（如Lamp2b、PDGFR）、脂质锚定蛋白（如GPI、N-Myr）、外周膜蛋白（如C1C2、ARRDC1）以及病毒相关蛋白（如VSV-G、Gag）。
     支架蛋白的功能分类与选择策略

作者通过对大量文献的统计分析指出，不同类型的支架蛋白在“货物装载”与“靶向递送”方面表现出明显的偏好性：

·四跨膜蛋白（TSPANs）：CD63、CD9和CD81常被用于装载蛋白质、核酸及CRISPR-Cas基因编辑工具，主要得益于其在EV分选中的强富集能力。

·I型跨膜蛋白：Lamp2b和PDGFR是实现靶向递送的主力军，常用于在EV表面展示靶向肽（如RVG、iRGD）或抗体，以实现对中枢神经系统、肿瘤或心血管组织的精准递送。

·病毒相关蛋白：VSV-G和Gag因其独特的膜融合与出芽特性，特别适用于装载大分子复合物（如RNP）并促进核内体逃逸。

该综述建立了支架蛋白的详尽分类体系，并深入解析了不同支架在“货物装载”与“靶向递送”上的性能偏好（如CD63更适合内腔装载，Lamp2b更适合表面展示）。这为研究人员根据特定的治疗货物（核酸、蛋白或RNP）选择最匹配的工程化策略提供了实用的“决策树”和“工具书”。

临床级制造与质量控制（CMC）

文章特别强调了从实验室研究向临床转化过程中，生产制造与质量控制的重要性。综述详细讨论了上游的细胞工程化（构建稳定株）、中游的大规模生产（生物反应器）、下游的分离纯化（TFF、SEC等技术的组合）以及关键质量属性（CQAs）的检测标准。作者指出，建立符合GMP标准的生产流程是工程化EVs走向临床的关键。

挑战与未来展望

尽管支架蛋白工程化取得了显著进展，但仍面临诸多挑战。作者提出了未来的发展方向：

·人工智能（AI）的引入：利用机器学习预测支架蛋白的结构-功能关系，指导理性设计。

·多功能支架的开发：开发能同时介导内腔装载与表面靶向的“一体化”支架蛋白。

·可控装载与释放：结合光遗传学或化学诱导二聚化系统，实现药物的时空可控释放。

研究生张超凡、吴越为第一作者，本科生王悦舟、姚存博、研究生马梦婷、研究生李佳聪为共同作者，助理教授/副研究员吴强为通讯作者。吴强课题组长期招收对细胞外囊泡工程化、基因治疗与精准递送感兴趣的研究生。西交利物浦大学研究生实行申请制，欢迎具有生物医学、生物工程、药学等相关背景的优秀学生报名。联系邮箱：qiang.wu@xjtlu.edu.cn

参考文献：

Zhang C, Wu Y, Wang Y, Yao C, Ma M, Li J, Wu Q. Bioengineering of extracellular vesicles with scaffold proteins for drug delivery. J Nanobiotechnology. 2026 Feb 12;24(1):160. doi: 10.1186/s12951-026-04142-6. PMID: 41680844; PMCID: PMC12903307.