Science子刊：细胞外囊泡递送系统，治疗缺血性急性肾损伤学术资讯

来源：Bio生物世界

细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）作为一种天然药物递送体系在近年来持续受到科研人员的关注。细胞外囊泡，如外泌体和微囊泡，是细胞分泌的小膜颗粒（粒径在40-1000纳米）。细胞外囊泡是细胞重要的通讯手段，其通过在邻近细胞间运送核酸及蛋白质来帮助细胞间完成交流活动。与现有的载药体系相比，细胞外囊泡因其天然属性而能够逃避吞噬作用、延长药剂体内半衰期以及降低免疫原性。
近日，东南大学医学院刘必成及吕林莉等人报道了一种以白介素10（IL-10）作为负载药剂的细胞外囊泡（IL-10+ EVs），可有效治疗缺血性肾损伤（AKI）。相关工作以：Extracellular vesicle–encapsulated IL-10 as novel nanotherapeutics against ischemic AKI 为题发表在 Science Advances 杂志。

IL-10+ EVs的制备和表征

为了制备IL-10+ EVs，RAW 264.7巨噬细胞首先经过鼠源IL-10质粒编码的转染处理，在经过刺激以诱导巨噬细胞转变成M2型巨噬细胞，以此作为IL-10的主要来源。再经过孵育，细胞上清液中的细胞外囊泡经过离心进行收集。图1显示，能够在转染巨噬细胞的细胞质和近细胞膜区域发现荧光标记IL-10，并且相关的细胞外囊泡中也发现IL-10的阳性表达。而这一细胞外囊泡载药体系的尺寸经过分析在10-500nm范围。细胞因子试剂盒检测则显示，这一细胞外囊泡载药体系中的IL-10含量明显高于未经转染细胞所产生的细胞外囊泡。此外，EVs和EVs中的IL-10水平在-80摄氏度保存7天后并没有观察到明显的降解行为；同时，EVs也能保护IL-10不受酸性溶液破坏。

图1-材料制备及表征
IL-10+ EVs的肾靶向作用
EVs具有多重配体/受体修饰的脂质双分子层膜，能够与靶向细胞发生作用，从而可以加强IL-10靶向肾损伤部位的能力。利用液相色谱串联质谱的检测手段，研究人员发现IL-10+ EVs的整合素表达增高（图2A和2B）。许多研究均表明，外泌体整合素能够与血管细胞的特定分子作用，从而介导炎症位点的外泌体内吞作用。由此，研究认为整合素高表达的IL-10+ EVs能够靶向肾损伤（炎症）部位。

图2-肾靶向能力表征
为了进一步验证IL-10+ EVs的肾靶向能力，研究人员将荧光标记的IL-10+ EVs通过静脉注射进入小鼠体内。活体荧光成像发现，对照组的荧光集中在肝部，而实验组小鼠的肾脏部位的荧光明显增强并在12小时达到最高值，并且荧光随着肾损伤程度的严重性增大而提高（图2C-2E）。体外的实验也表明，IL-10+ EVs能够被细胞吸收，特别是损伤细胞（图2F和2G）。

IL-10+ EVs治疗肾脏缺血/再灌注（I/R）损伤

为了评价IL-10+ EVs的治疗效力，研究人员建立了肾脏I / R损伤的小鼠模型，再灌注后通过静脉注射IL-10+ EVs（每天一次，一共三次）（图3A）。肾小管上皮细胞（TEC）的坏死，细胞碎片的堆积（图3B-3D）等等肾损伤参数都表现出剂量依赖性，即随着IL-10+ EVs剂量的增大而出现减缓态势。为了更全面的评估IL-10+ EVs的效力，各组别的肾被制备成切片，组化等检测显示（图3E-3J），治疗组的细胞凋亡现象被有效抑制，并且抗肾损伤分子（KIM-1）在治疗组也是高表达的。这些数据都说明IL-10+ EVs能够有效减缓小鼠的缺血性AKI。

图3-IL-10+ EVs治疗肾脏I / R损伤

结论

该项工作基于EVs构建了可靶向递送IL-10的载药平台，并且阐释了IL-10+ EVs作为新型纳米药剂用于治疗缺血性急性肾损伤的潜力。研究表明EVs介导的药物递送具有以下几个独特的优势：能够提高IL-10的药代动力学性能使其更加稳定、安全并靶向损伤位点；使IL-10不仅对免疫细胞具有治疗效力，也能对肾管细胞产生作用。机制研究则显示，IL-10+ EVs通过靶向肾小管细胞，抑制了雷帕霉素信号传导的靶标，从而使线粒体功能正常化。总而言之，这一纳米药剂被证明是治疗缺血性AKI的有效策略。

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