胞外體奈米載體千倍助攻基因療法? 可望對抗腦疾病

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胞外體(exosomes)是直徑 30-50 奈米的囊泡,外層包覆著細胞膜,內層則包含醣類、脂質、蛋白質以及調控細胞的 DNA、RNA 等物質。藉由液態生物活檢可以檢測胞外體內的生物標記,進而應用於癌症、心血管疾病、傳染病和中樞神經系統等疾病診斷。此外,胞外體也能作為藥物載體來治療上述疾病。

近日,俄亥俄州立大學(Ohio State University) L. James Lee 教授所率領的研究團隊研發出一種以天然胞外體為主體的新型基因療法載體,較不容易產生免疫反應,安全性高,且能通過血腦障壁,可望成為基因療法對抗腦部腫瘤或神經退化疾病的好幫手。該研究刊登於《Nature Biomedical Engineering》。

Lee 教授和其團隊先前(2017 年)透過組織奈米轉染技術(tissue nanotransfection)將成年皮膚下的細胞轉化為特定細胞類型,以便在病人自身體內進行治療。隨後,他們進一步研究 TNT 成功背後的機制,然後發現胞外體是將再生物質輸送到皮膚表面以下組織的秘密。

在本研究中,他們在奈米工程矽片上放置了大約一百萬個間充質幹細胞(mesenchymal stem cell, MSC),並利用電刺激將合成的 DNA 注入供體細胞中。細胞在電刺激後釋放的大量胞外體,增加一千倍的基因治療效果,這表明該技術具有可擴展性,可以生產足夠的奈米顆粒用於人體。接著,將該載體注射到血液中時,能精確地定位體內的位置以尋找目標,即使在大腦中也是如此。

然後,他們透過該載體,將治療性 PTEN mRNA 運送到大腦特定部位,抑制神經膠質瘤(gliomas)小鼠的腫瘤生長並且延長小鼠的存活期。

此外,由於胞外體可以安全地進入大腦,該藥物運輸系統未來有望在阿茲海默病和巴金森氏症等神經退化疾病中,得到進一步應用。

延伸閱讀:閃耀醫藥界的新星:胞外體全球發展現況與願景

參考資料:
1. Nature Biomedical Engineering, 2019; DOI: 10.1038/s41551-019-0485-1
2. https://news.osu.edu/ohio-state-researchers-develop-regenerative-medicine-breakthrough/
3. https://news.osu.edu/a-new-gene-therapy-strategy-courtesy-of-mother-nature/

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