外泌體介導(dǎo)的基因遞送研究

遞送對于基因**至關(guān)重要。細(xì)胞膜對帶負(fù)電的核酸設(shè)置不可滲透的屏障。而且，遺傳物質(zhì)在人體內(nèi)很脆弱，因此必須加以保護(hù)才能生效。mRNA和病毒或非病毒質(zhì)粒DNA通常是基因**中使用的遺傳物質(zhì)。例如，腺相關(guān)病毒（AAV）載體得到了廣泛使用。

  然而，AAV載體誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)，導(dǎo)致載體快速降解或中和，并嚴(yán)重?fù)p害了其基因**的效率。納米結(jié)構(gòu)（如外泌體）的封裝可保護(hù)AAV載體免受宿主免疫系統(tǒng)的侵害，并通過質(zhì)膜將其遞送到細(xì)胞中。香港中文大學(xué)夏江教授等在Nanoscale雜志發(fā)表綜述，描述了外泌體作為載體進(jìn)行封裝和將基因載體遞送至細(xì)胞的過程以及相關(guān)的疾病**方法（圖1）。外泌體作為各種遺傳物質(zhì)的載體的利弊，工程化外泌體以增加負(fù)載和遞送的策略，大化基因負(fù)載外泌體產(chǎn)量的方法，以及對外泌體介導(dǎo)的靶向基因**的未來展望討論。

外泌體相關(guān)AAV載體用于基因**

根據(jù)來源，基因遞送載體可分為病毒系統(tǒng)或非病毒系統(tǒng)（圖2）。病毒介導(dǎo)的基因遞送系統(tǒng)使用復(fù)制缺陷的修飾病毒，但可以傳遞DNA表達(dá)，包括腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒。傳統(tǒng)的非病毒載體包括膠束、脂質(zhì)體、樹狀聚合物和碳納米管。近，由細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡，特別是外泌體，已被用作基因遞送的非病毒載體，并顯示出高生物相容性、低清除率和適合細(xì)胞靶向傳遞的特性。雜合基因遞送技術(shù)，如外泌體-AAV雜交等，將病毒載體與非病毒載體結(jié)合使用，并顯示出**降低的免疫原性。該文重點探討基于病毒囊泡和外泌體的基因遞送載體。

圖2、基因遞送載體概述

外泌體用于基因遞送

     外泌體是直徑為40-160 nm的脂質(zhì)雙層包裹的囊泡，在細(xì)胞外環(huán)境中循環(huán)。它們起源于晚期內(nèi)體膜的內(nèi)部出芽，并且被所有細(xì)胞類型釋放。因此，外泌體是細(xì)胞間通訊的天然載體。然后，此功能誘使開發(fā)基于外泌體的**遞送系統(tǒng)。與其他基因遞送系統(tǒng)相比，由于以下原因，外泌體是有利的。外泌體是多功能載體。外泌體可以包裹并遞送各種生物貨物，例如小RNA、mRNA和蛋白質(zhì)。**，外泌體具有穿越生物屏障（例如血腦屏障）的天然能力。它們也可以遷移到?jīng)]有血液供應(yīng)的組織或區(qū)域，例如致密的軟骨基質(zhì)。此外，在到達(dá)目標(biāo)組織后，外泌體可以在那里停留很長一段時間。清除率低歸因于外泌體的生物相容性。另一個重要特征是外泌體可以基因工程改造。通過改造外泌體的表面蛋白可以實現(xiàn)多種目的，例如，可以將靶向細(xì)胞或組織的肽附加在外泌體的表面上，以實現(xiàn)針對特定組織的選擇性靶向，避免在其他器官中不必要的積累，從而降低全身毒性。研究表明，基于外泌體的靶向基因療法可以增強(qiáng)**功效和安全性。

外泌體相關(guān)AAV用于基因**

   與外泌體的結(jié)合可以減輕毒性并減輕AAV載體的快速清除。AAV載體具有諸如中和體內(nèi)抗AAV抗體的快速清除和脫靶遞送（通常到肝臟）的缺點。在電子顯微鏡下，AAV衣殼與微囊泡的表面和內(nèi)部締合。從細(xì)胞培養(yǎng)基中純化的與外泌體相關(guān)的AAV（Exo-AAV）（圖3）在轉(zhuǎn)導(dǎo)效率方面優(yōu)于常規(guī)純化的AAV載體。AAV載體的一個**問題是，它會誘導(dǎo)強(qiáng)效的長期體液應(yīng)答，包括與AAV載體結(jié)合并**轉(zhuǎn)導(dǎo)的中和抗體（NAb）和標(biāo)記病毒的非Nabs。因此，NAb會對AAV介導(dǎo)的基因**的功效以及AAV載體的分布和安全性產(chǎn)生不利影響。相比之下，與傳統(tǒng)AAV相比，exo-AAV對中和抗AAV抗體的抵抗力更高。這已經(jīng)被實驗證明。在體外和體內(nèi)，與外泌體相關(guān)的AAV載體對NAb的抵抗力均高于AAV，在存在和不存在Nabs的情況下，AAV9Exo-SERCA2a在駐留心臟功能方面均優(yōu)于常規(guī)AAV載體。Exo-AAV8基因的遞送降低了**劑量，并實現(xiàn)了**的轉(zhuǎn)導(dǎo)。Exo-AAV在中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及聽覺和前庭系統(tǒng)中也顯示出更高的轉(zhuǎn)導(dǎo)功效。

圖3、分別顯示生產(chǎn)和純化Exo-AAV（上部）和單獨AAV（下部）的不同程序示意圖

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