【综述】细胞外膜泡——一种新的有前景的递送系统用于治疗脑部疾病

图解：EVs在治疗领域的广泛应用

细胞外囊泡（EVs）是由包括脑细胞在内的所有细胞均可分泌的膜囊泡。EVs包括凋亡小体、微泡和外泌体等。EVs的释放已经被认为是神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞之间沟通交流的重要调节剂，不仅在中枢神经系统（CNS）生理学中，而且在神经变性和神经炎症以及脑肿瘤如胶质瘤等疾病状态也是如此。EVs能够穿过血脑屏障（BBB），传播到体液并到达远处的组织。由于这种优越的传播能力，EV可以在生物标志物、治疗性载体等几个不同临床范围得到应用。研究较多的EVs是外泌体，由于其内在特征，如血液循环中的稳定性、生物相容性和隐蔽能力，克服天然障碍和固有靶向的能力，已经成为治疗性传递策略的有前途的工具。在过去几年中，研究表明，特定货物可以直接装载到EVs中，也可以通过修饰其来源的细胞。此外，通过改造其膜成分可使外泌体具备靶向特定器官或组织的能力。然而，EVs的装载和靶向仍然存在一些挑战，这需要更多更深入的研究，这篇综述也进行了探讨。还讨论了最近出现的有希望的衍生物，例如与腺相关病毒（AAV）载体相关的外泌体（vexosomes）、包膜蛋白纳米笼（EPN）和外泌体模拟纳米囊泡。该综述提供了对EVs这一快速进展领域及其在脑疾病中作用，特别是其治疗应用的最新评论。

图1. EVs的生物形成及其组分

图2. 未修饰的EVs及其治疗应用。1) 在缺血条件下，MSC会产生富含miR-133b 的EVs，从而促进神经元和星型胶质细胞的神经血管恢复；2) INF-γ刺激的树突状细胞(DCs)产生富含miR-219的EVs，调节少突细胞髓鞘再生；3) 在神经元分化中，分离的EVs 富含miR-125b，可促进MSCs 分化为神经元样细胞；4) 神经元来源的EVs可介导阿尔兹海默症中Aβ的清除。

图3. EVs的装载方法。细胞外膜泡(EVs)可以通过人工修饰其来源细胞或直接装载的方式进行改造。1) 修饰其来源细胞可以通过与药物分子共孵育、转染或转导表达载体，从而是其分泌的EVs含有药物分子、病毒蛋白、核酸分子、RNA相互作用蛋白和一般蛋白；2) EVs的直接装载是依赖EVs分离提取的，治疗分子装载进EVs的方法有被动孵育法或主动法，如电穿孔、皂化法、反复冻融、超声法、挤压法等促进药物整合进EVs。

图4. EVs作为药物载体示意图。 1) EVs作为药物递送系统携带：姜黄素（curcumin，抗炎药物）、紫杉醇（paclitaxel）、替莫唑胺（temozolomide, TMZ）、阿霉素（doxorubicin，抗癌药物）；2) EVs作为核酸递送系统携带：阿尔兹海默症中β-secretase 1 (BACE1)的siRNA、帕金森氏症中α-synuclein (α-syn)的siRNA和亨廷顿氏症中突变亨廷顿蛋白Huntingtin (mutant htt)的siRNA、脑肿瘤中特异的miRNAs，如miR-146b, miR-1, anti-miR-9、PD中过氧化氢酶mRNA和质粒、表面糖蛋白, 如狂犬病病毒糖蛋白(RVG)相关的溶酶体相关膜蛋白2 (RVG-Lamp2b)等；3) EVs作为蛋白递送系统携带：主要组织相容性复合物class I (MHC-I)和class II (MHC-II)、PD中的催化蛋白。

参考文献：

Rufino-Ramos D, Albuquerque PR, Carmona V, Perfeito R, Nobre RJ, de Almeida LP. Extracellular vesicles: Novel promising delivery systems for therapy of brain diseases. J Control Release. 2017 Jul 4. pii S0168-3659(17)30697-1. doi 10.1016j.jconrel.2017.07.001. [Epub ahead of print]  IF=7.786