細胞外囊泡（EVs）是在細胞間通訊中傳遞信號轉導分子的載體，可以攜帶多種功能分子（包括核酸、蛋白質和脂質）以發揮其功能。同時，天然膜賦予EVs多種優勢，包括免疫原性低、同源靶向能力強、循環時間長以及可進入人工材料難以實現的生物屏障。正是受到這些出色性能的啟發，EVs被視為新一代的遞送系統。制造載有多種生物活性分子或經靶向配體修飾以在所需部位產生治療效果的工程化EVs已成為一種十分有吸引力的疾病治療策略。
為了制造工程化EVs，可采用多種治療性分子裝載方法，主要包括電穿孔、預絡合法、轉染、皂苷透化和超聲處理。然而，現有方法在以下方面仍然受到相當大的局限性：（i）以上方法不能去除與治療目的無關的殘留成分，這可能帶來潛在的威脅。（ii）只有當EVs中的生物活性分子釋放到受體細胞后，EVs才會啟動下游信號傳導。被受體細胞內化的EVs可被溶酶體系統誘捕，從而降低了EV的含量并顯著降低其治療效率。（iii）表面生化共軛為EVs引入靶向特性可能會破壞其結構和功能。因此，需要使用具有天然生物學功能和靶向特性的合適的原始EVs，以及有效的制造策略來解決這些問題。
EVs的天然生物學功能和靶向特性主要取決于其類型（如外泌體和微泡）及其親代細胞。凋亡小體（ABs）是由經歷凋亡的細胞分泌的EVs，是由質膜向外起泡產生的。有確鑿的證據表明，凋亡細胞的吞噬可以調節免疫反應以激活抗炎途徑。在凋亡細胞/囊泡膜的吞噬過程中也可以觀察到類似的結果，這可能與表面磷脂酰絲氨酸的存在密切相關。此外，由于膜的特性，由某些類型的細胞（如白細胞）釋放的ABs可能具有靶向炎癥區域的能力。因此，T細胞衍生的ABs的天然膜賦予了ABs靶向炎癥區域和調節炎癥過程的能力，表明ABs可用作炎癥調節的最佳EVs。
2020年7月22日，第四軍醫大學金巖、劉世宇課題組與西安交通大學陳鑫課題組在Science Advances（IF13.116）期刊上發表了題為Chimeric apoptotic bodies functionalized with natural membrane and modular delivery system for inflammation modulation的研究論文。報道了一個可用于按需調節炎癥反應的嵌合凋亡小體（cABs），該cABs是通過將來自凋亡小體（ABs）的純膜作為生物偶聯/調節模塊和介孔二氧化硅納米粒子（MSNs）作為載體模塊組合構建而成。這項工作為任意設計模塊化EVs提供了策略，可將天然EVs和合成材料的優點集成到各種應用中。
在這項工作中，研究人員首先構建了用天然膜和模塊化介孔二氧化硅納米粒子（MSN）遞送系統進行炎癥調節的功能化嵌合凋亡小體（cABs）。為了去除ABs的殘留成分并保持其靶向和調節特性，研究人員將其膜收集，然后與MSNs融合。在融合之前，MSNs預先裝載有抗炎貨物[microRNA-21（miR-21）或姜黃素（Cur）]，并進一步用各種刺激反應分子進行修飾，以避免貨物在到達指定環境之前滲漏，這有望在靶細胞中執行準確的貨物釋放。由此產生的工程化EVs繼承了天然AB膜和人造納米材料的優點，可以主動靶向炎癥部位的巨噬細胞以調節巨噬細胞表型。
通過天然膜和模塊化遞送系統（功能性MSN）構建用于炎癥調節的cABs示意圖
研究人員通過設計Cy5標記的miR-21，然后采用共聚焦熒光顯微鏡用于研究cABsmiR-21在細胞水平上遞送和釋放miR-21的情況。結果發現游離的miR-21不能進入細胞質。而cABs可以有效地實現miR-21的胞內遞送，隨后由細胞質中GSH觸發miR-21的逐步釋放。進一步通過qRT-PCR檢測不同處理的受體細胞中miR-21的表達情況，發現cABsmiR-21組中miR-21表達水平明顯上調，再次證明cABsmiR-21有效遞送和釋放miR-21。此外，體內外結果均表明，該工程化的EVs能夠調節皮膚炎癥、促進再生和改善炎癥性腸病，這表明該方法可能是一種以模塊化方式設計EVs用于各種生物醫學應用的有效策略。
本研究使用到的Cy5標記的miR-21（miR-21-5p-Cy5）、miR-21和U6 Bulge-Loop miRNA qRT-PCR primer set均由銳博生物提供！
參考文獻：Dou, Geng, et al. “Chimeric apoptotic bodies functionalized with natural membrane and modular delivery system for inflammation modulation.” Science Advances 6.30 (2020): eaba2987.
