外泌体的应用领域:
外泌体的应用研究套路
实例分析:重点涉及外泌体在疾病诊断、药物递送及疾病治疗上的应用
(一)外泌体在疾病诊断上的应用
1、外泌体&疾病诊断
2、外泌体&胰腺癌早期诊断
2015年1月,发表于Nature的一篇文献表明, GPC1(多糖磷脂酰肌醇聚糖-1 )在胰腺癌个体血液外泌体中含量特别丰富,能够以100%的准确率和敏感性诊断出早期和晚期胰腺癌。
3、外泌体&乳腺癌
该研究表明miR-106a是转移性乳腺癌的潜在生物标志物
4、外泌体&衰老
这项研究的目的是为了检验唾液是否可以作为衰老的生物标记物,实验对象为15名年轻的健康志愿者和13位老人,收集未受刺激的唾液,分离外泌体,总RNA被提取出来,通过测序筛选了6个候选基因(miR-24-3p, miR-371a-5p,miR-3175, miR-3162-5p, miR-671-5p, and miR-4667-5p),经荧光定量PCR验证,miR-24-3p被认为是一种新型的衰老候选标志物。
(二)外泌体在载药上的应用:
外泌体是细胞通讯重要的调节者,具有负载“货物”并将其传递给靶细胞的能力。外泌体作为药物转运载体,具有免疫源性低、运输效率高、稳定性好 (protected by a naturallipidbilayer, confers stability in the bloodstream) 和靶向性强以及能跨越血脑屏障等优势。
1、载药种类(化学药物类,核酸类,蛋白质类)
Journal of ControlledReleasedoi: 10.1016/j.jconrel.2017.07.001
(1)载药种类-siRNA
MolecularTherapy(2017),http://dx.doi.org/10.1016/j.ymthe.2017.03.021
(2)载药种类-蛋白质
Mol Ther. 2017 Apr 13.pii:S1525-0016(17)30130-2
2、载药方式
Journal of ControlledReleasedoi: 10.1016/j.jconrel.2017.07.001
(1)载药方式举例-电转
Nanomedicine. 2014 Oct;10(7): 1517–1527.
(2)载药方式举例-孵育(化药)
Journal of ControlledRelease, doi:10.1016/j.jconrel.2017.10.020
3、靶向载药举例
思路:改造Exosome表面蛋白使其特异性靶向癌细胞,使其内部装载药物靶向释放,特异性杀灭癌细胞。
生产外泌体细胞:imDCs
药物:阿霉素Doxorubicin(Dox)
靶向:αvintegrin阳性细胞
这篇文章将iRGD 肽段:CRGDKGPDC(可与肿瘤细胞特异性高表达的αvintegrin特异性结合)和外泌体膜蛋白lysosomeassociated membrane glycoprotein 2b (Lamp2b),以及加强型绿色荧光蛋白eGFP,构建成pEGFP-C1-RVG-Lamp2b质粒,转入小鼠未成熟的树突细胞immaturedendritic cells (imDCs)(分泌物无免疫反应)中。再将化疗药物阿霉素doxorubicin(Dox)利用电刺激转入改造好的Exosome中,从而达到特异性杀灭αvintegrin阳性表达的癌细胞。
Biomaterials. 2014Feb;35(7):2383-90.
(三)外泌体疾病治疗上的应用
1、胰腺癌治疗
经过基因修饰的外泌体(被称作iExosome)能够运送特异性地靶向KRAS突变基因的小RNA分子,从而导致胰腺癌模式小鼠病情缓解,增加它们的总存活率。研究人员采用了一种被称作RNA干扰(RNAi)的靶向方法:利用这些天然的纳米颗粒(即外泌体)运送小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)分子来靶向胰腺癌细胞中的KRAS突变基因,从而影响多种胰腺癌模型的肿瘤负荷和存活。他们证实外泌体能够作为一种高效的RNAi载体发挥作用,这是因为这些纳米大小的囊泡(即外泌体)轻松地在体内迁移和进入靶细胞(包括癌细胞)中。研究人员证实iExosome能够运送特异性地靶向KRAS的siRNA和shRNA分子,并且比他们的合成对应物脂质体(liposome)更加高效。脂质体不具有外泌体表现出的天然复杂性和优势。
2、AD治疗
抑制外泌体可减少Tau的聚集
3、糖尿病治疗
胞外囊泡诱导胰岛β细胞的产生,且这种细胞可有效调节糖尿病小鼠的血糖浓度。
4、慢性皮肤损伤
富含血小板的血浆(PRP)已广泛用于治疗慢性伤口,因为其含有由血小板分泌的大量生长因子。已经证明源自PRP(PRP-Exos)的外泌体包含来自血小板的主要生长因子。这项研究表明这些外泌体可能发挥PRP的功能。
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间充质干细胞
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转录因子
15
肿瘤干细胞
6
可变剪接
16
外泌体
7
SNP
17
氧化应激
8
泛素化修饰
18
调节性T细胞
9
组蛋白修饰
19
RNA甲基化修饰
10
蛋白激酶和磷酸酶
20
肿瘤微环境
而这些研究方向参与疾病发生发展过程的分子机制,可以归纳总结为一下几类研究:
①分子(DNA、RNA、蛋白质、小分子)的表观遗传修饰;
②分子拷贝数的表达变化差异;
③RNA分子的剪接加工、出核、细胞组织水平的时空变化研究;
④特殊的一群细胞类型研究、细胞通讯微环境研究;
⑤具有临床应用潜力的新技术(CRIPSR)或者载体(膜结构、细胞等);
⑥关注细胞生理学现象:自噬、凋亡、线粒体失功等;
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