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外泌体 — 再生医学疗法新希望

外泌体 — 再生医学疗法新希望 香雪干细胞
2024-03-27
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导读:自“细胞囊泡运输的调节机制在2013年获得诺贝尔生理学或医学奖后,外泌体(Exosomes)逐步成为全球生物医



自“细胞囊泡运输的调节机制在2013年获得诺贝尔生理学或医学奖后,外泌体(Exosomes)逐步成为全球生物医学领域研究的热门话题。        


外泌体与免疫反应、病毒致病性、妊娠、心血管疾病、中枢神经系统相关疾病和癌症进展有关。外泌体递送到受体细胞的蛋白质、代谢产物和核酸有效地改变了它们的生物学反应。外泌体可以被改造成递送不同治疗药物的有效载体,包括短干扰RNA、反义寡核苷酸、化疗药物和免疫球蛋白。外泌体的脂质和蛋白质组成可影响其药代动力学特性,其天然成分可能在增强生物利用度和最小化不良反应中发挥作用。外泌体除了具有治疗潜力外,还具有辅助疾病诊断的功能。他们可在多种体液(例如血液、尿液、唾液、脑脊髓液)中检测到,其结构较为稳定、内容物丰富。外泌体作为新兴体外诊断技术,在肿瘤肿瘤及其他多种慢性疾病的筛查和诊断等领域应用前景巨大。



外泌体功能和特征


01


外泌体来源





       1983年,外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现,1987年Johnstone将其命名为“exosome”。现今,其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。几乎所有细胞均可释放的、直径约30-150 nm的细胞外囊泡(Extracellular vesicle, EV),分为天然外泌体和工程化外泌体;

      EV可分为Exosome (外泌体, 30-150 nm)、Ectosome (核外颗粒体, 100-1000 nm)、Apoptotic bodies(凋亡小体, 50-5000 nm)三大类。

      间充质干细胞衍生的外泌体(MSC-Exos)不仅可以重现间充质干细胞的生物学潜力,而且还具有靶向递送、免疫原性低、可修复性高等特点。

外泌体电镜图


02

外泌体的异质性




外泌体具有以下异质性特征:所有这些特征的结合将有可能导致外泌体的更高层次的复杂性和异质性


细胞外囊泡和外泌体的同一性和异质性


大小异质性:

大小异质性会导致不同数量的外泌体含量

包含物异质性:

o 细胞的微环境和固有的生物学特性可能会影响外泌体及其生物标记物的含量,外泌体可以包含膜蛋白、胞质蛋白和核蛋白、细胞外基质蛋白、代谢物和核酸(mRNA、非编码RNA和DNA)

o 与它们来源的细胞相比,不同的蛋白质和核酸在外泌体中富集,表明了一种与外泌体生物发生和/或内容负载相关的特定蛋白质分类机制 

功能异质性:外泌体对受体细胞的影响可能不同,这种功能异质性可导致一组外泌体诱导细胞存活,另一组诱导细胞凋亡,不同组诱导免疫调节等

来源异质性:异质性也可以基于外泌体起源的器官和组织,包括它们是否来自癌细胞,赋予它们独特的特性,如对某些器官的向性和被特定细胞类型的摄取。


03


外泌体平台技术





1.  外泌体分泌诱导技术

通过细胞培养和外泌富集,可以有效降低的外泌体中杂蛋白和非特异性蛋白的含量,从而增加干细胞外泌体的产量。国典医药已经研发了针对不同细胞类型iPSC、神经祖细胞(NPC)、表皮祖细胞(EPC)的分泌诱导体系,与非诱导体系相比外泌体分泌量提升10倍以上达到数十ug/ml上清。


2.  外泌体分离纯化技术

外泌体采用超速离心法、过滤离心、密度梯度离心法、免疫磁珠法等多种方法分离纯化,但现有方法在规模放大和未来规模化生产阶段由于成本、效率问题并不适用。

据了解,国典医药自主研发了澄清过滤-无菌过滤-切向流过滤-分子筛层析的分离纯化体系,可实现15L/批次的中试体量体系,并可在原有条件下进一步放大形成50L/批次体系。并形成了电镜结构检测、纳米粒度分析仪浓度粒径检测、WB标志物检测的外泌体质控体系。


3.  工程化外泌体

利用基因工程技术对外泌体膜蛋白和内含物进行改造,使外泌体具备靶向性并传递特定物质。

通过相应改造,可以实现低分子量跨膜蛋白完成高效的装载效率,目前跨膜蛋白可以实现单靶点、双靶点以及外泌体内侧和外侧的偶联。


4.  外泌体载药

近年来,外泌体已经成为一种新型的药物递送的载体引起了人们的关注,其可以用来递送核酸、蛋白质和小分子药物等。作为运送载体,外泌体将其有效载荷运送到靶细胞或组织,并减少MPS介导的清除。


04


外泌体应用





       全球外泌体相关企业近1/3布局外泌体诊断业务;超过2/3布局外泌体治疗。集中布局在肿瘤、脑部疾病、疫苗开发、基因治疗/罕见病四大领域。



天然外泌体全球临床进展


国内已注册的治疗性外泌体临床试验


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外泌体生产与质控





质量控制参照细胞产品相关原则

FDA于2016年发布了“Content and Review of Chemistry, Manufacturing, and Control (CMC) Information for Human Somatic Cell Therapy Investigational New Drug Applications (INDs)”,该指导原则就细胞库、生产过程中添加的各物料等在生物安全性、产品质量稳定性进行详细指导;ICH发布的Q5A(R1)、Q5A(R2) EWG对细胞产品中外源病毒检测提供了指导意见;国家药品监督管理局于2017年发布了《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则》及相关问题解读,该指导原则对细胞治疗及其相应产品在使用血清及其它物料、细胞库等存在风险进行评估指导。

2022年10月31日,国家药监局核查中心官网正式发布备受关注的《细胞治疗产品生产质量管理指南(试行)》,指导药品上市许可持有人规范开展细胞治疗产品的生产和质量管理。


      近年来,人们已经确定外泌体具有调节潜力,并在多种生物过程中发挥关键作用。外泌体对慢性伤口愈合、神经损伤和心血管功能障碍等疾病显示出巨大的治疗潜力。外泌体在生物标志物研究领域也获得了广泛关注,现在甚至被视为基于干细胞的再生疗法的替代策略。





CELL BANK & 香雪干细胞


广东香雪干细胞再生医学科技有限公司,专属服务于自体外周血来源的免疫细胞以及新生儿脐带、胎盘、羊膜、脂肪等组织细胞来源的间充质干细胞等生物样本储存与制备。平台设有完善的产、学、研体系,拥有数万平方的联合实验室、采集中心、区域细胞制备中心、细胞存储中心、综合性研发功能区。同时全国布局两大库区,采用备份式储存,分别是广州华南库区、成都西南库区。随着国民健康意识的不断提升和对健康更加立体化需求,再生医学技术已然成为了健康事业的最大突破口,同时顺应国家“十四五”战略规划关于干细胞研究被列入国家重点研发计划,加快发展生物技术产业号召。细胞生物样本储存的产业应运而生,因为细胞储存对于个人的健康备份、临床辅助修复,自体免疫力提升等均具有巨大的实践意义。


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广东香雪干细胞再生医学科技有限公司是广州市香雪制药股份有限公司控股的生物科技公司。是一家专注于细胞生物科研技术为基础,通过细胞银行(存储干细胞和免疫细胞)科研服务、自主研发技术护肤产品等,致力于推再生医学研发走向生物技术发展前沿 。
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