新(xīn)聞中(zhōng)心
外泌體(tǐ)是一類細胞産(chǎn)生的細胞外囊泡 (EVs) ，直徑約40~160 nm，它們攜帶核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和代謝(xiè)物(wù)，是細胞間的通訊介質(zhì)，影響細胞生物(wù)學(xué)的各個方面。人體(tǐ)幾乎所有(yǒu)類型的細胞在正常及病理(lǐ)狀态下均可(kě)分(fēn)泌外泌體(tǐ)，外泌體(tǐ)廣泛分(fēn)布在如血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁等。
由于外泌體(tǐ)等EVs具(jù)有(yǒu)高生物(wù)利用(yòng)度、生物(wù)穩定性、靶向特異性、低毒性和低免疫原性，其在疾病診斷、治療及藥物(wù)遞送中(zhōng)潛力。Biacore作(zuò)為(wèi)分(fēn)子互作(zuò)“金标準”，研究EVs當然也離不開ta。
免疫檢查點療法通過調節T細胞中(zhōng)的免疫檢查點信号通路來增強抗癌免疫應答(dá)，取得了重要的臨床進展，然而由于免疫衰竭，超過一半的癌症患者對這種治療沒有(yǒu)反應。北京大學(xué)呂萬良教授團隊針對腫瘤免疫檢查點治療中(zhōng)免疫衰竭與免疫逃逸的問題，重組構建了一種基因工(gōng)程外泌體(tǐ)PD1 - Imi Exo，用(yòng)于逆轉腫瘤免疫治療中(zhōng)的T細胞衰竭。相關研究于今年初在線(xiàn)發表在Bioactive Materials雜志(zhì)[2]。
圖1：工(gōng)程化外泌體(tǐ)PD1 - Imi Exo研究路線(xiàn)及作(zuò)用(yòng)機制
PD1- Imi Exo通過基因工(gōng)程設計PD1，同時包裹一種免疫佐劑Imiquimod，可(kě)以首先阻斷CD8+ T細胞與腫瘤細胞的結合，表現出PD1/PDL1免疫檢查點阻斷作(zuò)用(yòng)，并通過釋放Imiquimod促進未成熟樹突狀細胞成熟，激活和恢複CD8+ T細胞的功能(néng)，逆轉免疫衰竭（圖1）。 為(wèi)了驗證PD1 Exo與PDL1的直接結合，作(zuò)者使用(yòng)Biacore分(fēn)别測定了PDL1與PD1蛋白及與PD1 Exo的結合（圖2）。作(zuò)者首先将PDL1蛋白偶聯在CM5芯片上，PD1蛋白或PD1 Exo作(zuò)為(wèi)分(fēn)析物(wù)，測定結合變化。結果表明，相較于PD1蛋白，PD1 Exo與PDL1的親和力提高了數百倍。而除了親和力信息外，Biacore實時檢測的特點可(kě)以獲得二者的結合速率和解離速率信息，相較于PD1蛋白，PD1 Exo與PDL1的解離明顯變慢，說明其與PDL1的結合更加穩定，預示着其可(kě)能(néng)具(jù)有(yǒu)較長(cháng)的藥效。
圖2：Biacore檢測PDL1與PD1蛋白 (G) 與PD1 Exo (H) 的結合
文(wén)中(zhōng)實驗還表明，PD1 - Imi Exo呈水泡狀圓形（約139 nm），對腫瘤細胞和樹突狀細胞均有(yǒu)明顯的靶向作(zuò)用(yòng)和較強的結合作(zuò)用(yòng)，對黑色素瘤小(xiǎo)鼠和乳腺癌小(xiǎo)鼠均有(yǒu)顯著的治療效果。本研究也為(wèi)提高PD1/PDL1的治療效果，通過重建患者的免疫功能(néng)來預防術後腫瘤複發或轉移，從而鞏固整體(tǐ)預後提供了一種有(yǒu)希望的新(xīn)策略。
除了通過基因工(gōng)程化改造外，胞外對已分(fēn)離的細胞外囊泡 (EV) 表面進行工(gōng)程化改造的方法不受細胞活性影響，還可(kě)以引入非天然的分(fēn)子。意大利布雷西亞大學(xué)的研究團隊2023年在Nanoscale Advances發表的封面文(wén)章中(zhōng)，分(fēn)别利用(yòng)物(wù)理(lǐ)吸附與化學(xué)吸附（利用(yòng)點擊化學(xué)共價結合）兩種方法将Cetuximab (CTX) 修飾在Red blood cell EV表面，并使用(yòng)Biacore檢測兩種方法制備的REV與靶點EGFR結合的差異[3]。
圖3：抗體(tǐ)EV組裝(zhuāng)方法示意圖
作(zuò)者使用(yòng)Biacore X100，将EGFR偶聯在CM5芯片上，分(fēn)别檢測了EGFR與EGF、CTX、mCTX (modfied CTX) 、天然REVs、四種工(gōng)程化REVs的親和力。EGF、CTX與EGFR的親和力均與文(wén)獻報道相符 (67.3nM、1.8nM) ，而化學(xué)修飾則使CTX的親和力降低，mCTX親和力為(wèi)3.6nM。在檢測EGFR與外泌體(tǐ)的結合時，首先天然的REVs未觀察到結合信号，化學(xué)吸附的REVs-click-mCTX的親和力為(wèi)0.17nM，高于mCTX十倍，且呈現典型的慢解離過程，物(wù)理(lǐ)吸附的外泌體(tǐ)REVs-physi-mCTX親和力與REVs-click-mCTX相當。
圖4：Biacore X100檢測EGFR與蛋白或REVs的親和力
此外，作(zuò)者還發現，同一張EGFR芯片檢測中(zhōng)，REVs-click-mCTX的飽和結合信号Rmax比REVs-physi-mCTX高4倍，推測可(kě)能(néng)時由于物(wù)理(lǐ)吸附較弱，當mCTX與芯片表面的EGFR結合更強時，mCTX從REVs上脫落下來，牢牢地結合在芯片表面地EGFR上，并與REVs-physi-mCTX競争性結合EGFR，最終導緻芯片表面的最大結合量Rmax降低。而工(gōng)程化的REVs-mCTX穩定性可(kě)能(néng)對體(tǐ)外囊泡攝取及其實際治療應用(yòng)具(jù)有(yǒu)重要意義，細胞實驗發現REVs-click-mCTX對靶細胞表現出更好的結合和攝取能(néng)力。
外泌體(tǐ)廣泛分(fēn)布在血液與體(tǐ)液等液态标本中(zhōng)，通過檢測其内容物(wù)或表面生物(wù)标志(zhì)物(wù)等，可(kě)以進行精(jīng)準的疾病診斷。錫耶納大學(xué)研究團隊發現黑色素瘤細胞在常氧和缺氧條件下都釋放小(xiǎo)細胞外囊泡sEV，但隻有(yǒu)缺氧誘導的sEV表達CA-IX mRNA和CA-IX蛋白，據此開發一種ELISA檢測方法，相關成果于2023年發表在International Journal Of Molecular Sciences[4]。 缺氧處理(lǐ)HEK293pRTS-CA9 cells獲得sEVs後，為(wèi)了鑒定其表面是否有(yǒu)CA-IX蛋白，作(zuò)者使用(yòng)Biacore分(fēn)别檢測了anti-CA-IX 抗體(tǐ)與CA-IX蛋白及sEVs的結合，确定了sEVs表面的CA-IX蛋白。
圖5：Biacore檢測anti-CA-IX抗體(tǐ)與CA-IX蛋白及sEVs的結合
外泌體(tǐ)等細胞外囊泡的功能(néng)研究，及其在在治療、診斷領域的開發愈加火熱，持續的技(jì )術和實驗進展将會揭示更多(duō)其異質(zhì)性和生物(wù)學(xué)功能(néng)的信息，促進其用(yòng)于治療和診斷疾病。Biacore作(zuò)為(wèi)高靈敏、高精(jīng)準的分(fēn)子互作(zuò)技(jì )術，可(kě)以為(wèi)各類型分(fēn)子間的相互作(zuò)用(yòng)提供高質(zhì)量的結合動力學(xué)、親和力、濃度等數據，期待與廣大用(yòng)戶共同發現更多(duō)新(xīn)療法，新(xīn)應用(yòng)。
