2024年10月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉森泉等在Protein Cell上聯(lián)合發(fā)表了一篇關(guān)于工程細(xì)胞外囊泡在高效輸送細(xì)胞內(nèi)治療蛋白方面的研究，這項(xiàng)研究提供了一種新的EVs遞送系統(tǒng)，能夠高效地遞送天然蛋白質(zhì)，為蛋白質(zhì)藥物的開發(fā)和應(yīng)用提供了新的策略。特別是在癌癥免疫治療領(lǐng)域，cGAS EVs的遞送系統(tǒng)顯示出激活抗腫瘤免疫反應(yīng)和改善腫瘤微環(huán)境的潛力，為未來(lái)的臨床應(yīng)用提供了新的方向。

研究背景

蛋白質(zhì)藥物在治療多種疾病（如癌癥、炎癥和退行性疾病）中具有巨大潛力，但其在細(xì)胞內(nèi)傳遞方面面臨挑戰(zhàn)。細(xì)胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）因其天然的細(xì)胞間通訊功能和生物相容性，被認(rèn)為是下一代藥物遞送載體。然而，現(xiàn)有的EVs遞送策略通常需要將目標(biāo)蛋白與支架蛋白融合，這可能會(huì)損害蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和功能。此外，EVs在細(xì)胞內(nèi)靶向遞送方面的效率有限，尤其是在體內(nèi)驗(yàn)證方面。因此，開發(fā)一種高效、無(wú)支架的EVs遞送系統(tǒng)對(duì)于拓展蛋白質(zhì)治療的應(yīng)用至關(guān)重要。

研究?jī)?nèi)容

1.開發(fā)IDEA平臺(tái)

研究者開發(fā)了一種名為IDEA（Intracellular Delivery via EV-based Approach）的新型EVs遞送平臺(tái)，用于高效包裝和遞送天然蛋白質(zhì)，無(wú)需使用支架蛋白。研究中以環(huán)狀GMP-AMP合酶（cGAS）為模型蛋白，驗(yàn)證了IDEA平臺(tái)在體外和體內(nèi)的遞送效率。

2.體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過(guò)Cre-loxP重組系統(tǒng)驗(yàn)證IDEA平臺(tái)的遞送效率，并優(yōu)化了EVs的生產(chǎn)條件，發(fā)現(xiàn)共表達(dá)VSV-G（水皰性口炎病毒G蛋白）可以顯著提高EVs的遞送效率。

3.體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過(guò)向小鼠體內(nèi)注射攜帶Cre重組酶的EVs，驗(yàn)證了IDEA平臺(tái)在體內(nèi)的遞送能力，并觀察到EVs能夠成功激活細(xì)胞內(nèi)的DNA重組。

4.cGAS的遞送與抗腫瘤效果

研究者利用IDEA平臺(tái)遞送cGAS，并在多種同種異體腫瘤模型中驗(yàn)證了其抗腫瘤效果。結(jié)果表明，cGAS EVs能夠激活干擾素信號(hào)通路，增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)，并與免疫檢查點(diǎn)抑制劑協(xié)同增強(qiáng)抗腫瘤效果。

5.單細(xì)胞RNA測(cè)序分析

通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序，研究者分析了cGAS EVs對(duì)腫瘤微環(huán)境的影響，揭示了中性粒細(xì)胞在抗腫瘤免疫中的關(guān)鍵作用。

研究結(jié)論

IDEA平臺(tái)能夠高效包裝和遞送天然蛋白質(zhì)，無(wú)需支架蛋白，具有較高的生物相容性和遞送效率；cGAS EVs在多種腫瘤模型中展現(xiàn)出顯著的抗腫瘤效果，能夠激活STING信號(hào)通路，增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)；cGAS EVs能夠重塑腫瘤微環(huán)境，特別是通過(guò)激活中性粒細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用；cGAS EVs與免疫檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合使用時(shí)，展現(xiàn)出更強(qiáng)的抗腫瘤效果，為癌癥免疫治療提供了新的策略。文

文章信息

Ma D, Xie A, Lv J, Min X, Zhang X, Zhou Q, Gao D, Wang E, Gao L, Cheng L, Liu S. Engineered extracellular vesicles enable high-efficient delivery of intracellular therapeutic proteins. Protein Cell. 2024 Oct 1;15(10):724-743. doi: 10.1093/procel/pwae015. PMID: 38518087; PMCID: PMC11443452.

產(chǎn)品推薦

外泌體（Exosome）是由不同細(xì)胞分泌的直徑 30-150nm 的胞外膜性囊泡（Extrocellular Visicles，EVs）。外泌體普遍存在于多種體液中，其內(nèi)容物豐富，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸等，在細(xì)胞間信息交流中發(fā)揮著重要作用，主要參與免疫抗原呈遞，神經(jīng)遞質(zhì)傳遞，脂類代謝及細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等過(guò)程，并與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展、治療及預(yù)后密切相關(guān)。密度超速離心作為傳統(tǒng)并有效的外泌體分離方法，但其復(fù)雜的操作流程，昂貴的儀器設(shè)備，限制了外泌體的常規(guī)研究。多萊泌自主研發(fā)的細(xì)胞上清/尿液快速提取試劑盒，通過(guò)優(yōu)化多聚物混合物與預(yù)處理樣本混合，可快速高效地獲得高純度外泌體顆粒。其操作簡(jiǎn)單，用時(shí)短，結(jié)果穩(wěn)定，污染蛋白含量少，只需普通離心機(jī)就可以分離得到較純的完整外泌體。