Science子刊：外泌体递送IκBα减轻脓毒症相关的器官损伤和死亡率

近日，来自韩国科学技术院、ILIASBiologics公司、延世大学的研究人员合作在ScienceAdvances杂志上发表文章，报道了利用外泌体作为载体递送超阻遏物IκBα，减少脓毒症相关的器官损伤和死亡。

脓毒症是由于急性微生物感染引起的先天免疫系统活化引起的系统性炎性综合征。它仍然是重症监护病房死亡的主要原因，在美国和欧洲，每年估计有40万至60万患者患有脓毒症。每年9月13日，全球脓毒症联盟都会发布“世界脓毒症日”报告。脓毒症是一种严重的疾病，已经成为一个主要的社会问题。此前，Xigris（Eli Lilly）于2001年推出，是美国食品和药物管理局（FDA）唯一批准的脓毒症治疗药物；然而，由于出血相关的副作用和缺乏疗效，该药于2011年10月退出市场。当前，尚无脓毒症特异性疗法可用于临床。迫切需要开发用于脓毒症的有效替代疗法。

不受控制的炎症是败血反应的显著特征。Toll样受体介导的宿主-病原体相互作用刺激促炎细胞因子、趋化因子和免疫激活分子的产生。促炎反应后是涉及各种量上和功能上缺陷的免疫细胞的代偿性免疫抑制反应。病原体诱导的细胞修饰伴随宿主基因表达的显著变化，而NF-κB转录因子在调节这些变化中起关键作用。包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-1（IL-1）在内的几种受NF-κB调节的细胞因子均可诱导该转录因子的进一步激活，从而增强炎症反应和脓毒症休克的发生。此外，NF-κB主要通过增强抗凋亡基因（例如Bcl-xL、A1和A20）的转录而参与凋亡反应。因此，与NF-κB活化有关的炎症可通过两种相互作用的机制加剧促炎介质的表达增加，以及嗜中性粒细胞等细胞群体的寿命延长，它们被激活产生促炎分子并直接参与急性炎症过程。

脂多糖（LPS;内毒素模型）或盲肠结扎穿刺（CLP;微生物模型）诱导的脓毒症动物模型的最新研究表明，具有多种化学性质和作用机制的NF-κB抑制剂可保护动物免受脓毒症致死性的影响。尽管已经报道了700多种NF-κB抑制剂，但迄今为止尚未批准将NF-κB阻滞剂用于人类。已发现各种类固醇和非类固醇抗炎药可阻断NF-κB，但它们的作用缺乏特异性。

近年来，针对特定抑制NF-κB激活途径中关键因子的新治疗策略正在开发中，人们对其作为脓毒症治疗的潜在功效寄予厚望。还使用了表达无磷酸化位点的IκBα蛋白工程改造抑制剂的基因构建体，即超阻遏物IκB（srIκB）。特定磷酸化位点处的IκBα突变（Ser32和Ser36替换为Ala）导致IκBα的显性活性形式，半衰期延长。这些srIκB导致IκBα的细胞质pool稳定，从而阻止了核NF-κB的活化。

该研究使用外泌体作为治疗载体，将srIκB传递至治疗靶标。外泌体已被认为是将各种蛋白质和调节基因转移至靶细胞的有效治疗载体。它们起非免疫原性纳米囊泡的作用，可以保护其货物免受血清蛋白酶和免疫反应的影响。可溶性蛋白质可以通过称为EXPLOR的技术实现向外泌体的加载，该技术利用了自然的外泌体的生物生成过程和受光遗传学控制的可逆蛋白质-蛋白质相互作用（EXPLORs——一种通过光可逆蛋白相互作用促使蛋白质装载入外泌体的新方式）。

工程化外泌体的产生和表征

为了将特定的目标蛋白加载到外泌体中，该研究建立了一个HEK293T细胞系，该细胞系稳定表达两种重组蛋白CIBN-EGFP-CD9和srIκB-mCherry-CRY2。与以前的研究一致，EXPLOR技术用于生产srIκB负载的外泌体。将srIκB负载外泌体命名为Exo-srIκB，从完整的HEK293T细胞产生的外泌体命名为Exo-Naïve。通过将Exo-srIκB应用于脓毒症模型进行治疗，改善了脓毒症引起的器官损伤并抑制了促炎细胞因子的分泌，从而提高了脓毒症患者的整体生存率。

Exo-srIκB对内毒素血症和CLP诱导的脓毒症的保护作用

参考文献：

HojunChoi, Youngeun Kim, Amin Mirzaaghasi, Jaenyoung Heo, Yu Na Kim, Ju Hye Shin,Seonghun Kim, Nam Hee Kim, Eunae Sandra Cho, Jong In Yook, Tae-Hyun Yoo, EunjooSong, Pilhan Kim, Eui-Cheol Shin, Kyungsoo Chung, Kyungsun Choi and ChulheeChoi. Exosome-based delivery of super-repressor IκBα relievessepsis-associated organ damage and mortality. Science Advances08 Apr 2020: Vol. 6, no. 15, eaaz6980