近年來，外泌體研發(fā)持續(xù)升溫，外泌體載藥、診斷、免疫療法等方向已然成為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的一大熱門。
2019年至今的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，外泌體每年都在火速增長，不得不說，外泌體已經(jīng)成為科研服務(wù)，臨床轉(zhuǎn)化的熱土，未來的前景一片光明，國家對于外泌體研究的支持力度持續(xù)攀升，各單位的研究水平也在逐步成熟，外泌體研究的藍(lán)天白云無比廣闊！
各大科研系統(tǒng)各顯神通，獲得了不錯的戰(zhàn)績，小編帶您嘗嘗鮮。看看哪些單位才是做外泌體最癡狂的。研究金額TOP10奉上！
從項(xiàng)目批準(zhǔn)類型來，面上項(xiàng)目依然是當(dāng)今外泌體的扛把子，依然是主力軍，可以說，外泌體項(xiàng)目已經(jīng)是家常便飯
在商業(yè)化領(lǐng)域，除了新冠病毒相關(guān)藥物和疫苗，外泌體受到了生物科技投資者的熱烈追捧。2020年六月，大型藥企，譬如武田制藥和禮來，以及生物科技投資機(jī)構(gòu)相繼加入外泌體技術(shù)的投資競賽，成交金額高達(dá)20億美金。Research And Markets預(yù)計(jì)全球外泌體市場在2018年至2023年期間的復(fù)合年增長率約為28.0％。
近年來，以禮來、武田、爵士制藥為代表的大型跨國藥企已經(jīng)分別與擁有外泌體創(chuàng)新技術(shù)平臺的公司達(dá)成多項(xiàng)高額合作，共同開發(fā)外泌體靶向療法：
1、ExoCoBio：2020年11月，ExoCoBio公司宣布，在成立后四個月內(nèi)A輪融資資金募集總額達(dá)到1,100萬美元。這使得ExoCoBio成為韓國規(guī)模最大、投資最快的投資項(xiàng)目。這筆投資來自韓國頂級風(fēng)險(xiǎn)投資公司，如SBI Investment（Strategic Business Innovator，即SBI集團(tuán)，原軟銀投資SoftBank Investment）、Atinum Investment、ID Ventures、Dt＆Investment。
2、禮來：2020年6月9日，禮來公司與Evox達(dá)成一項(xiàng)12億美元的合作協(xié)議，利用其技術(shù)平臺開發(fā)遞送RNA干擾藥物和反義寡核苷酸藥物(ASO)的工程化外泌體，治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
3、武田：2020年3月，武田也與Evox公司達(dá)成一項(xiàng)8.82億美元的合作，利用外泌體遞送蛋白質(zhì)及mRNA核酸藥物，治療包括C型尼曼-皮克病在內(nèi)的罕見病。Evox將負(fù)責(zé)推進(jìn)臨床前研究并進(jìn)行臨床試驗(yàn)的申請。
外泌體行業(yè)公司代表及融資情況
耶魯大學(xué)終身教授菲利普表示，相較于人工合成的藥物傳送系統(tǒng)，外泌體具有更優(yōu)越的生物化學(xué)特性，其商業(yè)化的潛力巨大。
什么是外泌體？
外泌體（exosomes）是細(xì)胞外囊泡 (extracellular vesicles, EVs) 的一種，直徑約為 30 -150 nm，廣泛分布于外周血、 尿液、 唾液、腹水、羊水等體液中，負(fù)責(zé)細(xì)胞間的物質(zhì)運(yùn)輸和信息傳遞。根據(jù)來源和直徑，細(xì)胞外囊泡主要被分為 3 大類：外泌體、微囊泡和凋亡小體。
√ 外泌體（exosomes）直徑為 30-150nm，起源于內(nèi)吞途徑；
√ 微粒/微囊泡（microvesicles）直接從質(zhì)膜釋放，直徑約 100-1000nm；
√ 凋亡小體（apoptosomes）直徑約為 50nm-5μm，由細(xì)胞凋亡產(chǎn)生。
1983 年，外泌體首次于綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)， 1987 年，Johnstone 將其命名為「exosome」。起源于細(xì)胞內(nèi)吞過程中形成的內(nèi)體，最后再從細(xì)胞中釋放到胞外。
外泌體最早被認(rèn)為是細(xì)胞的排泄物并沒有引起重視。2013 年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞囊泡運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)機(jī)制，并獲得當(dāng)年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，由此開啟了外泌體研究的新時(shí)代。
外泌體
越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，外泌體在介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)細(xì)胞外微環(huán)境和誘導(dǎo)機(jī)體免疫反應(yīng)等方面都發(fā)揮著重要作用。如今，外泌體被認(rèn)為是疾病的生物標(biāo)志物和預(yù)后因子，另外還有潛力作為基因和藥物遞送的載體，具有重要的臨床意義。
1. 外泌體作為藥物載體
外泌體作為納米載體具有與細(xì)胞膜相似、體積小、荷負(fù)電、能避免吞噬、產(chǎn)生免疫逃逸、循環(huán)時(shí)間長、能穿透深層組織等優(yōu)點(diǎn)。因此，外泌體可作為一種理想的天然納米載體用于藥物的遞送。
√ 外泌體具有較小的免疫源性：外泌體是天然的轉(zhuǎn)運(yùn)體，與脂質(zhì)體相比，其毒性作用和免疫反應(yīng)更小，適于重復(fù)多次給藥。外泌體能將攜帶的遺傳物質(zhì)直接傳遞進(jìn)入細(xì)胞，無需溶酶體逃逸，外膜的惰性又能避免其在細(xì)胞外環(huán)境中被清除。外泌體的另一個優(yōu)勢是不會造成治療性物質(zhì)在肝臟的累積。
√ 外泌體具有細(xì)胞靶向能力：作為藥物傳遞載體，外泌體能靶向作用于特定來源的細(xì)胞類型，適用于靶向治療。
√ 外泌體具有穿過生物屏障的能力：外泌體有能力穿過血腦屏障，機(jī)制可能是其在細(xì)胞之間通過多囊泡體進(jìn)行傳遞，從而使外泌體能穿過具有多層結(jié)構(gòu)的血腦屏障。
安全有效的給藥是缺血性腦卒中治療的主要障礙。外泌體有望成為治療腦缺血的內(nèi)源性藥物納米系統(tǒng)。然而，外泌體靶向能力不足限制了其臨床應(yīng)用。在 Journal of nanobiotechnology（IF：6.518）一項(xiàng)研究中，c（RGDyK）肽通過簡單、快速和生物正交化學(xué)方法與外泌體表面結(jié)合。
在短暫性大腦中動脈閉塞（MCAO）小鼠模型中，經(jīng)靜脈給藥后，工程 c（RGDyK）結(jié)合外泌體（cRGD-Exo）靶向缺血腦損傷區(qū)域。此外，姜黃素已經(jīng)被裝載到 cRGD 外泌體上，并且這些外泌體的使用導(dǎo)致了對病變區(qū)域炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡的強(qiáng)烈抑制。這一結(jié)果為基于外泌體的缺血性腦靶向給藥載體的研究提供了一種快速、大規(guī)模生產(chǎn)功能化外泌體的策略。
2. 外泌體用于腫瘤診斷與治療
由于外泌體可以在體液（例如血液、尿液、唾液和腦脊髓液）中檢測到，因此它們被認(rèn)為是疾病診斷的無創(chuàng)或微創(chuàng)生物標(biāo)志物，具有檢測包括癌癥在內(nèi)的許多病理狀況的潛力。
當(dāng)前基因組醫(yī)學(xué)的重點(diǎn)是發(fā)展基于個性化和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的檢測，所以使用體液（主要是血液和尿液）代替通過手術(shù)獲得的組織樣本進(jìn)行診斷的液體活檢正迅速受到關(guān)注，此方法方便且對患者傷害甚微。在液體活檢中主要分析循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）、游離 DNA（cfDNA）和腫瘤源性外泌體（Tumor-Derived Exosome，TDE）。相比另外兩種方法，外泌體具有以下優(yōu)勢：
√ 樣本形式更豐富：CTC 和 ctDNA 主要來自外周血，而幾乎所有體液樣本都含有外泌體，外泌體無處不在；
√ 內(nèi)含物更穩(wěn)定：得益于磷脂雙分子層的保護(hù)，外泌體內(nèi)含物具有較好的穩(wěn)定性，雖然 CTC 也有細(xì)胞膜，但是進(jìn)入外周血后只有極少數(shù)能夠抵達(dá)遠(yuǎn)端，多數(shù) CTC 的命運(yùn)是失巢凋亡或被吞噬。
Taylor D.D. 等人利用 TDE 的 miRNA 含量作為卵巢癌的診斷生物標(biāo)志物，而 Jin H. 等人利用 TDE 的差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析確定胰腺癌的早期診斷生物標(biāo)志物。對 TDE 的基因組和蛋白質(zhì)組含量進(jìn)行清晰和完整的描述是至關(guān)重要的，為此人們付出了大量的努力。
無痛性前列腺癌（PCA）的診斷和過度治療在大多數(shù)發(fā)達(dá)國家是一個嚴(yán)重的健康問題。臨床上還需要無創(chuàng)、易于管理的診斷分析來幫助評估前列腺活檢是否有必要。Mc Kiernan 一項(xiàng)發(fā)表在 JAMA Oncology（IF 24.799）的研究論文，對比了外泌體相關(guān)的檢測方法與傳統(tǒng)的診斷方法。研究顯示，這種尿液外泌體基因表達(dá)檢測是一種無創(chuàng)的尿 3 基因表達(dá)檢測方法，可區(qū)分高級別（≥ GS7）和低度（GS6）癌癥和良性疾病。在這項(xiàng)研究中，尿液外泌體基因表達(dá)檢測與 PSA 水平升高的高級別前列腺癌患者的鑒別能力相關(guān)，并可減少不必要的活檢總數(shù)。
最近，免疫檢查點(diǎn)療法在幾種癌癥類型中的成功提高了人們對進(jìn)一步探索腫瘤中免疫失調(diào)的興趣，其中包括外泌體腫瘤免疫療法，有望誕生抗癌疫苗。
衍生自腫瘤細(xì)胞的外泌體稱為腫瘤衍生外泌體（TEX）。TEX 是腫瘤和宿主細(xì)胞之間細(xì)胞內(nèi)通訊的主要機(jī)制，并且使癌細(xì)胞能夠調(diào)節(jié)自身周圍環(huán)境，以利于腫瘤發(fā)生和進(jìn)展。TEX 含有多種不同的免疫刺激和免疫抑制因子，這些因子支持受體細(xì)胞的細(xì)胞重編程。TEX 可能通過形成轉(zhuǎn)移前生態(tài)位以及引導(dǎo)擴(kuò)散的腫瘤細(xì)胞至潛在的轉(zhuǎn)移部位來驅(qū)動轉(zhuǎn)移。相反，TEX 還可以通過調(diào)節(jié) NK 細(xì)胞上的殺傷細(xì)胞凝集素樣受體 K1（KLRK1 或 NKG2D）的表達(dá)誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而影響其功能。
3. 外泌體用于治療
間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）具有抗炎和再生作用，是最常用的外泌體來源。干細(xì)胞外泌體具有諸多優(yōu)勢：
√ 免疫原性低：外泌體比細(xì)胞具有更低的免疫原性。更容易地開發(fā)「貨架」產(chǎn)品。
√ 易保存：外泌體在-20°C 下儲存 6 個月，-80°C 長期保存，同時(shí)不會損失其生化活性。
√ 穩(wěn)定：外泌體可保護(hù)其內(nèi)容物免于降解，從而防止某些活性成分快速降解。
√ 可量產(chǎn)：外泌體可在培養(yǎng)基內(nèi)大量富集。
√ 可控制：外泌體功能可通過改變細(xì)胞環(huán)境來改變。
有研究表明，間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體與 MSCs 的治療效果有關(guān)，MSC 來源的外泌體通過介導(dǎo) miRNAs 和白細(xì)胞介素-10（IL-10），轉(zhuǎn)化生長因子-β 等蛋白質(zhì)，通過促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)，抑制促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，發(fā)揮抗炎作用，促進(jìn)組織再生。因此，MSC 衍生的外泌體對心血管疾病、肝損傷、腎損傷和神經(jīng)損傷等多種疾病具有治療潛力。雖然骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞本身可以用來治療這些疾病，但是使用 MSC 來源的外泌體的治療似乎是一個更安全的選擇?；谕饷隗w的治療方法對畸胎瘤的形成和栓塞的風(fēng)險(xiǎn)較低，這是干細(xì)胞療法的主要關(guān)注點(diǎn)。
南開大學(xué)的 Kaiyue Zhang 等，利用生物發(fā)光成像監(jiān)測 MSC 外泌體治療重癥下肢缺血療效（ACS Appl Mater Interfaces，IF 8.758）。首先用差速離心法從培養(yǎng)基中分離出 MSCs 的外泌體。將分離的外顯體注射到 HI-Vegfr2-luc-KI 小鼠的缺血組織中。在 D-熒光素存在下，利用 IVIS 成像系統(tǒng)檢測 Vegfr2 的表達(dá)。應(yīng)用 Living 影像學(xué)軟件 4.2 分析治療性血管生成。研究發(fā)現(xiàn)：攜帶 microRNA-126 的 MSC 外泌體可以通過促進(jìn)損傷組織的血管生成而促進(jìn)缺血肢體的恢復(fù)。
間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體
人胚胎干細(xì)胞分化間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體，通過專業(yè)的外泌體提取方法獲得，經(jīng)過測量分析，粒徑大小為 60-100nm，粒徑主峰為 83.1nm，平均粒徑為 106nm，粒徑分布符合外泌體的特征。
電鏡下觀察的外泌體立體膜結(jié)構(gòu)是外泌體鑒定的金標(biāo)準(zhǔn)，原生外泌體電鏡觀察膜結(jié)構(gòu)完整、背景干凈，是純度較高的高質(zhì)量間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體。
經(jīng)過蛋白免疫印跡分析，原生間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體表達(dá)外泌體標(biāo)記物 CD9、CD63、和 Hsp70，鑒定結(jié)果表明，原生干細(xì)胞具有典型外泌體形態(tài)特征，且不混雜可溶性蛋白質(zhì)，是質(zhì)量可靠的外泌體產(chǎn)品。
參考資料：
[1]Gurunathan S, Kang MH, Jeyaraj M,Qasim M, Kim JH. Review of the Isolation, Characterization, BiologicalFunction, and Multifarious Therapeutic Approaches of Exosomes. Cells.2019;8(4):307. Published 2019 Apr 3. doi:10.3390/cells8040307
[2] 周建芬, 柴芝蘭, 謝操, 陸偉躍,ZHOU Jianfen, CHAI Zhilan, XIE Cao, LUWeiyue-《中國醫(yī)藥工業(yè)雜志》2020 年 4 期.
[3] Tian T, Zhang HX, He CP, et al.Surface functionalized exosomes as targeted drug delivery vehicles for cerebralischemia therapy. Biomaterials.2018;150:137-149.doi:10.1016/j.biomaterials.2017.10.012
干細(xì)胞與外泌體更多閱讀分享：
疤痕系列三 | 干細(xì)胞外泌體如何修復(fù)人體受損的皮膚
疤痕系列四 | 外泌體為促進(jìn)糖尿病患者傷口愈合提供新途徑
外泌體與皮膚系列二 | 外泌體在皮膚瘢痕修復(fù)治療中發(fā)揮的重要作用
外泌體與皮膚系列三 | 外泌體在脂肪移植存活、上調(diào)早期炎癥和血管生成方面的作用
外泌體與皮膚系列四 | 外泌體在治療皮膚燒傷領(lǐng)域的應(yīng)用前景
外泌體與皮膚系列五| 外泌體在整形美容手術(shù)領(lǐng)域的重要作用
外泌體與皮膚系列六| 外泌體技術(shù)還你新發(fā)再生
聯(lián)系客服
