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外泌体(exosome)是细胞自然分泌的细胞外囊泡,它们携带着多种RNA和蛋白组分,当与细胞融合后可以释放其中的分子,在细胞之间的交流中发挥重要的作用。然而,由于细胞外囊泡的成分复杂,对于它们如何调节细胞之间信息传递的具体机制所知甚少,这也限制了它在治疗方面的应用。
日前,在Science Advances上发表的一项研究中,海德堡马克斯·普朗克医学研究所(Max Planck Institute for Medical Research in Heidelberg)的研究人员领衔的一支德国研究团队,根据对天然外泌体的详细分析,依照这一“蓝图”从头完全人工合成了外泌体,并且在实验中证明了它在促进伤口愈合和血管增生方面的作用。新闻稿指出,这是研究人员首次构建具有治疗功能的全人工合成外泌体。

在这项研究中,研究人员从脂质微滴起步,加入在天然外泌体中存在的微RNA(miRNA),以及在外泌体表面存在的蛋白,构建了模拟天然外泌体的人工合成细胞外囊泡。与分离的天然外泌体相比,这一从头合成的技术让研究人员能够对外泌体的功能进行微调,从而创立一种可“编程”的外泌体合成技术。

▲从头构建全人工合成外泌体的过程(图片来源:参考资料[2])
“我们可以潜在合成具有不同特征的外泌体,这是这种从头合成策略的美妙之处。它给予我们复制、微调和改良天然结构的机会,用于行使不同功能。”文章的第一作者,马克斯·普朗克医学研究所的Oskar Staufer博士说。
为了检验这些人工合成的外泌体的功能,研究人员使用了皮肤伤口愈合模型和新血管生成模型。实验结果显示,与添加外泌体的可溶性成分相比,合成外泌体显著提高伤口愈合的速度和新血管的生成。

▲外泌体提高新血管的生成速度(图片来源:参考资料[2])
“二十多年来,生物医药界对外泌体寄予厚望。使用这一技术,我们现在可以在治疗水平合成高纯度的外泌体。它克服了阻碍外泌体应用于治疗的一些主要障碍,可能让我们利用细胞外囊泡传递信息的威力。”研究人员表示。
参考资料:
[1] Programming synthetic exosomes to optimize wound healing. Retrieved September 6, 2021, from https://medicalxpress.com/news/2021-09-synthetic-exosomes-optimize-wound.html
[2] Staufer et al., (2021). Bottom-up assembly of biomedical relevant fully synthetic extracellular vesicles. Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abg6666
注:本文旨在介绍医药健康研究进展,不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。
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