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外泌體遞送系統發揮優勢,介導HIV遺傳抑制的新型體內療法

外泌體遞送系統發揮優勢,介導HIV遺傳抑制的新型體內療法

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HIV目前的常規療法是聯合抗逆轉錄病毒療法(cART),雖然能夠控制感染表徵,但是不良反應比例極高,並且具有耐藥性。為了尋找一種更理想並安全的體內治療方式,貝克曼研究所基因治療中心的研究團隊將目光看向了

外泌體遞送系統

2021年9月20日,

Nature Communications

上發表一篇了題為“Exosome-mediated stable epigenetic repression of HIV-1”的研究論文。

外泌體遞送系統發揮優勢,介導HIV遺傳抑制的新型體內療法

在研究中,團隊開發了一種以鋅指蛋白(Zinc Finger Protein, ZFP-362)為靶點的HIV-1啟動子。DNA甲基轉移酶3a (DNMT3A)等細胞表觀遺傳庫中的蛋白質可以下調HIV-1的轉錄,而該啟動子可融合到DNA甲基轉移酶3a的活性區域,以誘導HIV-1的長期穩定表觀遺傳抑制。

為了遞送該HIV-1啟動子,研究人員就此對細胞進行工程化改造,使其分泌的外泌體能夠產生含有編碼這種HIV-1抑制蛋白的RNA。

外泌體遞送系統發揮優勢,介導HIV遺傳抑制的新型體內療法

▲ 外泌體介導的ZPAMt mRNA遞送到病毒感染的細胞(圖源:文獻)

研究人員透過臨床前試驗來證明該遞送系統和該靶向蛋白的功能性。在人源NSG小鼠模型中,負載抗HIV-1外泌體的抑制因子能夠抑制病毒表達,這種抑制機制是由HIV-1的DNA甲基化驅動的。這為外泌體介導的治療貨物系統遞送平臺鋪平了道路,以表觀遺傳學抑制HIV-1感染。

外泌體:作為遞送系統的優勢

外泌體(exosome)已經應用在多個領域,比如腫瘤、中風、心血管疾病等領域。一些研究已經證明了外泌體的直接治療能力,不過目前更多企業著眼於開發外泌體作為遞送系統的用途。

外泌體遞送系統發揮優勢,介導HIV遺傳抑制的新型體內療法

究其原因,這是因為外泌體的天然特性。首先,作為細胞間通訊的一種自然方式,外泌體具有生物相容性,且毒性較小,因此在在適當的時候具有免疫惰性,可以有效地到達目標,而不會危害附近健康的正常細胞。

再者,與其他的奈米顆粒的遞送系統不同,外泌體更易於修飾以靶向目標。此外,外泌體表上有很多粘附蛋白,在基因治療領域中成為潛在載體,奈米尺寸和柔韌性使它們能夠跨越主要的生物屏障,比如血腦屏障(BBB)等。可突破血腦屏障。

然而由於不同細胞間的溝通方式是不同的,細胞外囊泡的成分複雜,人體內幾乎所有的過程都需要細胞之間的協調相互作用,不同細胞間的傳遞,對於如何調節細胞間的資訊傳遞的具體機制所瞭解的甚少,一定程度上限制了外泌體在治療上的應用。