工程化外泌体/外泌体工程化修饰/外泌体表征

目前有关工程化外泌体的研究逐年增加，通过PubMed搜索关键词（Engineered Exosomes），截止到目前已有6320个相关研究项目，高分文章非常多。外泌体工程化的过程涉及到多学科的联合应用，也非常适合做国自然课题。

工程化外泌体

外泌体（Exosomes），作为各种细胞分泌的天然纳米载体，通过工程化修饰如基因工程、化学程序、物理技术和微流体技术改变其原始构型，加载额外负载物及增加/改变表面功能修饰以扩展其生物医学应用，让其能够更高效、更精准地递送至病灶部位。

工程化外泌体（Engineered Exosomes）作为高效的天然药物载体，经腹腔注射或尾静脉注射等处理小鼠后，携带并递送治疗分子并在多个靶向分子的引导下到达靶细胞或组织器官，随后将治疗药物、核酸或免疫分子等释放到患病部位，以达到治疗疾病的作用。

为什么外泌体可以另加装备进行改造？

1. 外泌体具有磷脂双层功能分子和封闭的亲本基质装饰，它们作为各种细胞分泌的天然纳米载体，可以用作药物输送和治疗；
2. 外泌体的结构多功能性允许使用各种方法修改其原始构型；
3. 不同细胞来源外泌体的各种成分及表面标志物的比例不同，让工程化选择更多！

外泌体工程化改造策略

工程化外泌体的主要治疗剂负载方式包括分泌前负载和分泌后负载：

治疗性成分（如蛋白质、小分子药物和RNA等）可在外泌体分泌前后被装载至其表面或内部；亦可通过对供体细胞进行工程化改造，使其表达目标分子，进而分泌携带这些分子的外泌体。

1. 外泌体分泌前，通过使细胞负载DNA、RNA、蛋白质及药物等，进而分泌已经负载DNA、RNA、蛋白质及药物等的外泌体。
2. 外泌体分泌后，首先分离和纯化外泌体，随后通过电穿孔、超声或生物偶联自组装等技术将DNA、RNA、蛋白质及药物等负载至外泌体。
3. 通过化学修饰、物理操纵或基因编辑的技术，将小分子聚合物、膜结合蛋白、脂质或质粒等附着在外泌体表面实现对外泌体的表面改性，增加外泌体被动/主动靶向、细胞摄取和免疫逃逸等功能。

研究思路

1. 构建工程化外泌体；
   
2. 表征外泌体；
3. 外泌体的功能性评价；
4. 验证外泌体是否可以治疗疾病。

工程化外泌体的表征

鉴定工程化外泌体是否制备成功需要进行一系列的表征，一般包括外泌体的形态、粒径、表面电荷及表面标志物等。

 

目前工程化外泌体相关的研究并不局限于医学领域，在生物、物理、化学、药学等多个方向也可跨学科应用，是一项极具潜力的技术。在药物递送、基因治疗、提高稳定性和生物分布、靶向肿瘤治疗及组织修复与再生等方向具有广泛的应用前景。

研究案例

通过工程化改造外泌体（EV），使其共表达CD80、IL-2和pMHC class I，实现了对肿瘤抗原特异性CD8⁺ T细胞的靶向激活，显著抑制肿瘤生长并诱导长期免疫记忆。（PMID: 40154979）

通过构建基于脑微血管内皮细胞外泌体和巨噬细胞外泌体杂交的多靶点工程化外泌体RPDA@Rb-A，让其有效穿越血脑屏障，在AD病灶处选择性积累，通过加速小胶质细胞吞噬和光热解聚Aβ聚集体减轻Aβ负担，抑制小胶质细胞神经炎症，挽救AD小鼠的记忆缺陷。（PMID: 403478510）