1、中国医药导报 2 0 2 3 年 1 月第 2 0 卷第 3 期综述CHINA MEDICAL HERALD Vol.20 No.3 January 2023基金项目 国家自然科学基金青年科学基金资助项目(8 1 80 4 1 3 9);黑龙江省博士后启动基金项目(L B H-Q 1 9 1 4 8)。通讯作者 王英骥(1 9 7 8.3-),男,博士,副教授,硕士研究生导师;研究方向:药物荧光探针。1 9 8 3 年,外泌体在绵羊网织红细胞中被首次发现,1 9 8 7 年,R o s e 将其命名为 e x o s o m e s,外泌体是包含小分子核糖核酸(m i c r o R N A,
2、m i R N A)和蛋白质的小细胞外囊泡 1。目前基于脂质体 2、聚合物 3 和纳米颗粒 4 用于药物递送的治疗性纳米颗粒在改善药物的溶解性、化学和生物功能的稳定性和效能取得了一些进展,但这些纳米载体仍存在靶向能力差、纳米载体及其降解产物存在细胞毒性等问题。近年来,聚焦于开发内源性细胞或亚细胞结构载体,特别是细胞来源的外泌体成为研究热点。外泌体作为生物标志物,在药物输送,尤其是外泌体靶向递送核酸类分子表现出巨大的潜力。本文对利用外泌体以囊泡形式作为新型药物递送载体核酸类药物的递送进行综述,旨在为临床靶向治疗提供新思路。1外泌体起源及特征外泌体起源于内体小泡 5-6。当腔内囊泡形成的多囊泡体与
3、其他囊泡相交时,外泌体的成分也会发生变化,直到多囊泡体融合到质膜上并将外泌体释放到细胞外环境中 6,这项特质为药物递送载体提供了新的方向。通常外泌体由细胞核酸、脂质、蛋白质和代谢产物组成 7。外泌体的起源受到亲代细胞的生理和病理状况制约,甚至释放位点也最终决定了外泌体的组成。依据囊泡特定的蛋白质标记和来源对细胞外囊泡进行分类,包括外泌体、微粒/微囊泡、凋亡小体 3 类 8。外泌体内含脱氧核糖核酸(d e o x y r i b o n u c l e i c a c i d,D N A)、复杂 R N A和特异蛋白质等,可以在细胞间转移传递核酸、生物活性脂质和蛋白质等物质 9。细胞来源不同时,
4、外泌体所含的成分也不同,但蛋白类多含有膜转外泌体靶向递送核酸类分子研究进展贾岳1李妍2王英骥11.哈尔滨医科大学药学院无机化学教研室,黑龙江哈尔滨 1 5 0 0 8 1;2.黑龙江中医药大学附属第一医院中医转化医学研究中心,黑龙江哈尔滨 1 5 0 0 4 0摘要 外泌体作为纳米级小细胞外囊泡,是生命体内细胞信息传递的重要方式。外泌体由于具有递送效率高、免疫原性低、可跨过多种生物屏障和具有靶向性等特点。促使外泌体成为药物递送载体的重要成员,用以克服某些药物稳定性差、生物利用度不足、溶解度低和毒性高等缺点。本文将主要介绍近年来广泛关注的利用外泌体以囊泡形式作为新型药物递送几种核酸类分子,主要包
5、括小分子核糖核酸、小干扰核糖核酸和脱氧核糖核酸进行综述,本文旨在为发展高效安全的外泌体靶向核酸类分子递送提供理论依据和设计思路,促进其临床转化。关键词外泌体;小分子核糖核酸;小干扰核糖核酸;脱氧核糖核酸中图分类号 R945文献标识码 A文章编号 1673-7210(2023)01(c)-0033-05D O I:1 0.2 0 0 4 7/j.i s s n 1 6 7 3-7 2 1 0.2 0 2 3.0 3.0 7Research progress on exosome targeted delivery of nucleic acid moleculesJIA Yue1LI Yan2W
6、ANG Yingji11.I n o r g a n i cC h e m i s t r yT e a c h i n ga n dR e s e a r c hO f f i c e,S c h o o lo fP h a r m a c y,H a r b i nM e d i c a lU n i v e r s i t y,H e i l o n g j i a n gP r o v i n c e,H a r b i n 1 5 0 0 8 1,C h i n a;2.R e s e a r c hC e n t e ro fT r a d i t i o n a lC h i n
7、 e s eM e d i c i n eT r a n s l a t i o n a lM e d i c i n e,F i r s tA f f i l i a t e d H o s p i t a l,H e i l o n g j i a n g U n i v e r s i t y o f C h i n e s e M e d i c i n e,H e i l o n g j i a n g P r o v i n c e,H a r b i n 1 5 0 0 4 0,C h i n aAbstract E x o s o m e s,a s s m a l l n a
8、 n o s c a l e e x t r a c e l l u l a r v e s i c l e s a r e a ni m p o r t a n t m o d eo f c e l l u l a r i n f o r m a t i o nd e l i v e r yi nl i v i n g o r g a n i s m s.E x o s o m e s a r e c h a r a c t e r i z e db y h i g hd e l i v e r y e f f i c i e n c y,l o wi m m u n o g e n i c
9、 i t y,t h e a b i l i t y t o c r o s s m u l t i p l eb i o l o g i c a l b a r r i e r s,a n dt a r g e t i n gp r o p e r t i e s.T h i s h a s m a d ee x o s o m e sa ni m p o r t a n t m e m b e r o f d r u gd e l i v e r yc a r r i e r st oo v e r c o m e t h e d i s a d v a n t a g e s o f p
10、 o o r s t a b i l i t y,i n s u f f i c i e n t b i o a v a i l a b i l i t y,l o ws o l u b i l i t y,a n d h i g h t o x i c i t y o f s o m e d r u g s.T h i sa r t i c l e r e v i e w s t h e u s e o f e x o s o m e s i n v e s i c l e f o r ma s n o v e l d r u g d e l i v e r y m o l e c u l
11、e s,i n c l u d i n g m i c r o R N A,s m a l l i n t e r f e r i n gR N Aa n dd e o x y r i b on u c l e i ca c i d,w h i c hh a v er e c e i v e dm u c ha t t e n t i o ni nr e c e n t y e a r s.T h i sa r t i c l ea i m st op r o v i d eat h e o r e t i c a l b a s i s a n dd e s i g ni d e a s f
12、 o r t h e d e v e l o p m e n t o f e f f i c i e n t a n ds a f e d e l i v e r y o f e x o s o m e t a r g e t e dn u c l e i c a c i dl i k em o l e c u l e s a n d t o f a c i l i t a t e t h e i r c l i n i c a l t r a n s l a t i o n.Key words E x o s o m e s;M i c r o R N A;S m a l l i n t e
13、 r f e r i n g R N A;D e o x y r i b o n u c l e i c a c i d33综述中国医药导报 2 0 2 3 年 1 月第 2 0 卷第 3 期CHINA MEDICAL HERALD Vol.20 No.3 January 2023运蛋白和融合蛋白(G T P a s e s、a n n e x i n s 和 f l o t i l l i n)、肌动蛋白以及与代谢相关的酶类等 1 0;脂质多为鞘磷脂 1 1、磷脂酰胆碱 1 2、甘油类 1 3 等;核酸类成分多为 m i R N A、m R N A、D N A等。外泌体介导细胞间通讯,免疫反
14、应,心血管疾病,神经元疾病和肿瘤发展,从而有效地改变生物反应1 4。外泌体可以装载治疗性药物并靶向运输到特异细胞,已经包括 m i R N A、小干扰核糖核酸(s m a l l i n t e r f e r i n gR N A,s i R N A)、抗 m i R N A、中药活性提取物、阿霉素、抗体和其他药物活性物质等,在治疗多种类型的肿瘤中取得重要进展 1 5。作为崭露头角的药物载体,外泌体与其他相比具有自己的独特优点,纳米尺度,具有较好的生物兼容性使其具有成本效益,且易于进入细胞。血液半衰期长且稳定性高,可确保它们在宿主的生理和病理状态下均能长距离传播。外泌体穿过血脑屏障的能力比其
15、他纳米技术更好,用于治疗中枢神经系统相关疾病 1 6。此外,外泌体的亲水核心使它们能够使水溶性药物的装载能力更强 1 7。良好的生物相容性,药物循环时间更长,组织以及持续释放能力更强,也是外泌体成为各种药物输送系统中具有优势的载体 1 8。2外泌体靶向递送核酸类分子2.1 miRNAm i R N A是一类具有 1 8 2 7 个核苷酸的单链 R N A,它可以结合目标 m R N A并抑制其翻译。m i R N A影响肿瘤的增殖和发展,并控制其与目标基因相关的信号通路,以实现肿瘤抑制或致肿瘤功能 1 9。J e o n g 等 2 0 选择 H E K 2 9 3 T衍生的外泌体通过转染装载
16、 m i R N A-4 9 7,观察到非小细胞肺癌细胞(A 5 4 9 细胞)在有效剂量下成功摄取了 m i R N A-4 9 7 外泌体,抑制了 A 5 4 9 细胞中血管内皮生长因子-A、Y e s 相关蛋白 1、肝癌衍生生长因子和细胞周期蛋白 E 1 基因的表达,并且抑制与 A 5 4 9 细胞共培养的人脐静脉内皮细胞的血管生成。表明 m i R N A-4 9 7 具有协同抑制肿瘤生长和血管生成的作用,因此外泌体介导的 m i R N A治疗方法与微流控技术相结合,可能成为开发靶向癌症治疗的一种预测、成本效益高的转化工具。除胚胎细胞外,来自脂肪组织的干细胞(a d i p o s e-t i s s u e d e r i v e dm e s e n c h y m a ls t e mc e l l,A M S C)也是一种有希望的微囊泡资源。m i R N A-1 2 2转染的 A M S C能有效地将 m i R N A-1 2 2包裹到外泌体中,介导 m i R N A-1 2 2 在 A M S C与肝癌细胞之间的通讯,使肿瘤细胞对化疗药物敏感 2 1。随后该小