外泌體速通手冊（下篇——應用）

上周我們介紹了外泌體的概念與作用，本篇文章繼續(xù)來了解外泌體相關知識，相信讀完這兩篇文章，大家能對外泌體有更深刻的理解。

 

01 應用

 

鑒于外泌體介導的疾病發(fā)病機制的證據(jù)越來越多，至少有四種策略可用于影響外泌體驅動的疾病，涉及抑制外泌體功能的各個方面。這些策略包括它們的產生，釋放，細胞攝取或靶向促發(fā)疾病的特定外泌體組分。抑制外泌體介導的發(fā)病機制在癌癥中具有原型相關性，其中外泌體與腫瘤發(fā)生和腫瘤相關病理學的許多方面密切相關。已經表明，循環(huán)外泌體的水平隨癌癥進展增加超過兩倍并且與黑素瘤患者的存活相關。因此，正在開發(fā)旨在減少循環(huán)外泌體的負荷或阻斷外泌體的關鍵組分的治療性干預。然而，在此階段需要謹慎，因為迄今為止大多數(shù)體外和體內研究都是使用高濃度的外泌體進行的。下面簡單說明治療策略。

 

抑制外泌體形成

已知各種細胞組分對于外泌體的形成是至關重要的，但是特定的抑制策略還在研發(fā)并且在疾病模型中的使用很大程度上未經測試�，F(xiàn)階段使用中性小分子抑制劑或通過用降血壓藥物阿米洛利（通常減弱內吞囊泡再循環(huán)）治療，抑制神經酰胺形成（在內體分選和外泌體產生中很重要）可以減少外泌體的產量。阿米洛利的使用已被證明在體內通過阻斷腫瘤來源的外泌體的分泌來減少小鼠和人類腫瘤細胞的生長是有效的，所述外泌體含有與膜相關的熱休克蛋白72（HSP72），否則會介導對髓源抑制細胞的免疫抑制作用。

最近的一項研究表明，syndecan proteoglycans、syntenin，它們與PDCD6IP在調節(jié)外泌體形成，因此，可以通過RNA干擾（RNAi）或使用小分子抑制劑直接干擾這種相互作用減弱外泌體釋放。替代尚未經過測試的方法可能是在空間上阻斷特定的跨膜蛋白（例如TSPAN30、CD63）。

 

抑制外泌體釋放

許多蛋白質與外泌體的分泌有關，但調節(jié)外泌體釋放的確切機制仍然是難以捉摸的，并且不同細胞情況可能并不相同。在一些腫瘤細胞中，外來體釋放依賴于GTP酶RAB27A，并且已被證明是合理的治療靶標（使用RNAi）用于減少腫瘤外泌體介導的信號傳導以抑制支持腫瘤生長的中性粒細胞。該方法降低了原發(fā)性轉移癌的生長速率并減少了小鼠肺部腫瘤的轉移，在最近一項體內黑素瘤小鼠模型的獨立研究已經得到了證實，其中對RAB27A的抑制導致腫瘤生長和轉移的減少。其他GTP酶如RAB11和RAB35可以作為通過損害多泡體與質膜的對接來抑制外泌體釋放的替代靶標。

 

抑制外泌體攝取

已經提出了幾種外泌體的攝取機制，但缺乏關于外泌體運輸和靶標定義的關鍵步驟的詳細信息。盡管如此，通過阻斷受體的磷脂酰絲氨酸可以減弱腫瘤細胞釋放的外囊泡的攝取。實際上，該策略降低了小鼠體內人神經膠質瘤異種移植物的生長速率。然而，盡管可行，但該策略的廣泛適用性可能因其有限的特異性而受到阻礙與其他生理功能有關。在非腫瘤背景下，通過靶向細胞粘附分子1（ICAM1）可以減弱HIV-1對T細胞的作用，ICAM1存在于外囊泡包裹的病毒上，從而阻止與β2整合素(LFA1）結合。

 

阻斷特定的外泌體成分

研究證明，外囊泡小分子療法的發(fā)展具有重要意義。重要的是要解決干擾外囊泡產生可能導致的脫靶效應，因為外泌體不僅對于正常生理的調節(jié)是重要的，而且對許多蛋白質外囊泡的產生同樣重要。MSCs的治療潛力反映在越來越多的正在進行的各種疾病臨床試驗中，包括心血管疾病，移植物抗宿主病和克羅恩病，以及急性腎損傷（可見ClinicalTrials.gov網(wǎng)站）。

除了上述的幾種策略，利用外囊泡本身特性進行治療的途徑也是可行的，例如，治療性外泌體，利用外泌體的生物活性促進組織再生。這是因為外泌體主要來源于干細胞，能夠在靜止的內皮細胞中誘導血管生成，抑制細胞凋亡并刺激細胞增殖，傳遞免疫調節(jié)信號，以及收集或重組組織再生所需的細胞。相比之下，來自特異性分化細胞類型（免疫調節(jié)細胞）的外泌體可被利用來誘導或抑制特異性免疫反應。藥物輸送用外泌體，外泌體最有趣的特征可能是它們在細胞間轉運各種RNA種類的能力。來自Ratajczak組的早期研究，鑒定了外泌體中的mRNA，這些mRNA來自胚胎干細胞和癌細胞，并且表明可以分別轉移到造血祖細胞和單核細胞。隨后，在一次這樣的研究中，人類肥大細胞衍生的外泌體傳遞了在小鼠肥大細胞中表達的mRNA，另一項研究中，顯示了神經膠質瘤細胞，不僅可以傳播受體細胞并轉化為蛋白質，分泌帶有報告mRNA的微泡，隨后在受體細胞中表達。重要的是，在這兩項研究中，在外泌體內檢測到大量較小的RNA種類 - 特別是miRNAs。

 

外泌體作為治療靶點

 

外泌體作為治療劑

 

用于藥物遞送的外泌體

 

 

02

臨床應用

 

毫無疑問，外泌體是細胞間通訊的核心，具有治療潛力。盡管在過去外泌體生物學的研究過程中進行了大量研究，但目前許多特性和機制仍然難以捉摸，依然有很多問題困擾著外泌體的臨床應用。例如，已證明MSC衍生的外泌體既抑制又促進腫瘤生長。這種差異可能是在收獲外泌體之前細胞培養(yǎng)條件差異的結果，所用純化方案的差異或由于缺乏穩(wěn)健的外泌體表征導致的。很明顯，環(huán)境細胞培養(yǎng)條件會受到影響外泌體的含量。此外，外泌體標準化迫切需要改進。差異超速離心已成為外泌體純化的金標準; 然而，有人擔心囊泡的產量和活性相對較低，因為臨床前和臨床試驗將需要大規(guī)模，成本有效和標準化的外泌體生產方案�，F(xiàn)階段還需要充分探索外泌體的生物學并評估潛在危害。后者包括，例如，減輕治療性外泌體轉移對原細胞的潛在危害，不必要的核酸或蛋白質組分轉移，有害的免疫系統(tǒng)活化和動物病毒在臨床應用前的傳播。

直接靶向外泌體以抑制其在介導疾病中的去除效應、利用其固有的潛力來刺激再生反應或將核酸和其他藥物運送到靶標中，這已成為重要的新型治療策略。

 

 

03

市場動向

 

 

2018.7.19 臨床階段再生醫(yī)學公司Regeneus宣布美國局已通過一項關于Progenza成分和使用的，名稱為“使用脂肪細胞和細胞分泌物的治療劑”，美國申請編號14/342479。Progenza是Regeneus公司的細胞治療技術平臺，用于治療骨關節(jié)炎和其他肌肉骨骼疾病。它有可能用于治療當前缺乏治療手段的其他炎癥性疾病。

2018.7.16 生物制藥公司NeuroTrauma Sciences，LLC（NTS）和非營利組織亨利福特醫(yī)療集團（Henry Ford Health System）宣布新成立的NTS子公司已獲得多年研究贊助和許可協(xié)議。這家新公司名為NeurExo Sciences，LLC（NXS），其目標是推進亨利福特的先驅技術，該技術涉及外泌體作為富含microRNA的細胞外囊泡，用于治療中風、腦外傷（TBI），包括腦震蕩和神經病。

2018.7.24 PureTech Health plc是一家臨床階段的生物制藥公司，開發(fā)針對腦-免疫-腸道（Brain-Immune-Gut, BIG）軸的新型藥物，今天宣布與F. Hoffmann-La Roche Ltd和Hoffmann-La Roche Inc進行多年合作，推進PureTech的乳源外泌體平臺技術，用于口服羅氏反義寡核苷酸平臺。

2018.9.7 總部位于韓國的ExoCoBio公司在Stem Cell Research and Therapy雜志發(fā)表了一篇關于干細胞衍生外泌體的科學論文，實驗結果顯著緩解了特應性皮炎并抑制了多種炎癥靶點。

2018.9.7 英國外泌體治療應用開發(fā)公司Evox Therapeutics公司今天宣布，在B輪融資中募集了3550萬英鎊（4540萬美元）。Evox正在設計外泌體（人體的天然囊泡遞送系統(tǒng)），使各種藥物（蛋白質、小分子和核酸）能夠到達以前難以接近的組織，例如穿過血腦屏障將藥物輸送到中樞神經系統(tǒng)、細胞內輸送生物制劑、以及肝臟RNA治療藥物的遞送。

2018.10.13 外泌體檢測和表征領域的新興領導者NanoView Biosciences今天宣布完成由Northpond Ventures領投的1000萬美元B輪融資。

2018.10.31 NX Prenatal宣布基于外泌體的早產風險檢測進入臨床驗證。

2019.1.30 Avalon及其子公司Genexosome：全球首個基于唾液外泌體的生物標志物miR-185作為口腔癌的診斷和治療雙重靶點。

2019.3.26 GBI Research的報告——外泌體技術：最近在主要參與者Capricor，Codiak和Evox Therapeutics等，探討了外泌體技術在制藥和醫(yī)療保健行業(yè)的應用。外泌體行業(yè)規(guī)模2030年預計將達22.8億美元。