ANEXT安齡生物·消除皮膚皺紋!細(xì)胞外囊泡裝載mRNA新型遞送系統(tǒng),補(bǔ)充皮膚膠原蛋白

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細(xì)胞外囊泡遞送膠原蛋白mRNA用于老化皮膚的修復(fù)
研究顯示,人體在30歲后,每年都會不可逆地流失1%的皮膚膠原蛋白,進(jìn)而引起組織衰老和病變。為了補(bǔ)充流失的膠原蛋白,各種醫(yī)療技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,但多數(shù)效果無法持久和自然。

今年1月,北京大學(xué)深圳研究院/深圳灣實(shí)驗(yàn)室Andrew Lee教授團(tuán)隊(duì)、德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心Betty Y.S. Kim教授團(tuán)隊(duì)和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院蘭峰教授團(tuán)隊(duì)合作在 Nature Biomedical Engineering 期刊發(fā)表了題為:Intradermally delivered mRNA-encapsulating extracellular vesicles for collagen-replacement therapy 的研究論文,報道展示了通過人真皮成纖維細(xì)胞的細(xì)胞納米穿孔產(chǎn)生的細(xì)胞外囊泡(EV),封裝編碼細(xì)胞外基質(zhì)α1I型膠原蛋白(COL1A1)的mRNA誘導(dǎo)膠原蛋白移植物的形成并減少具有光老化皮膚小鼠的皺紋形成。

研究表明,通過微針陣列皮內(nèi)遞送載有mRNA的EV可導(dǎo)致動物真皮中膠原蛋白的合成和替換時間延長且更均勻。基于EV的COL1A1 mRNA的皮內(nèi)遞送可能成為治療光老化皮膚的有效蛋白質(zhì)替代療法。
信使RNA(Messenger RNA,mRNA)是一種單鏈核糖核酸,由一條DNA轉(zhuǎn)錄而成,攜帶蛋白質(zhì)合成的編碼信息,進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄并加工成功能蛋白質(zhì)。由于信使RNA修飾技術(shù)的發(fā)展,提高了mRNA遞送的治療效率及臨床應(yīng)用潛力,如蛋白質(zhì)替代療法和針對嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2(SARS-CoV-2)病毒的疫苗接種。
但是mRNA固有的不穩(wěn)定性和潛在的免疫原性,就要求必須有合適的運(yùn)載工具,目前mRNA遞送方式主要是使用脂質(zhì)納米顆粒(LNP)載體進(jìn)行封裝和遞送,而LNPs的細(xì)胞毒性、生物分布差、缺乏靶標(biāo)特異性和免疫原性給mRNA遞送帶來了諸多挑戰(zhàn),因此,尋找能夠克服相關(guān)挑戰(zhàn)的mRNA載體將有助于進(jìn)一步開發(fā)基于mRNA的療法。
細(xì)胞外囊泡(EV)在人體內(nèi)運(yùn)輸生物分子和核酸(包括mRNA)方面發(fā)揮著重要作用,特別是近年來,EV因其內(nèi)在的生物相容性、跨越生理障礙的能力和低免疫原性,已成為基于核酸治療的有前途的載體。

該研究為了驗(yàn)證EV mRNA是否可以持久地表達(dá)膠原蛋白以達(dá)到對光老化皮膚的修復(fù)治療,此項(xiàng)研究使用了小鼠急性光老化模型,模擬了人類老化損傷皮膚的病理和生理特征。研究人員構(gòu)建了基于細(xì)胞外囊泡的細(xì)胞外基質(zhì)I型膠原蛋白α1(extracellular-matrix α1 type-I collagen,COL1A1)mRNA藥物裝載系統(tǒng)。為了提高mRNA遞送和保留的效率,研究還表明,通過透明質(zhì)酸(HA)微針(COL1A1-EVMN)貼片遞送膠原蛋白mRNA可以更有效地在真皮中分布mRNA,從而產(chǎn)生持久的膠原蛋白-蛋白質(zhì)植入和改善光老化皮膚皺紋的治療。

研究發(fā)現(xiàn)
1、細(xì)胞納米穿孔(Cellular nanoporation,CNP)技術(shù)能夠?qū)⒊^傳統(tǒng)方法1000倍拷貝數(shù)的COL1A1 mRNA裝載到EV中。
2、低劑量直接注射給藥后,30天內(nèi)可實(shí)現(xiàn)并維持膠原蛋白替代;而通過微針(Microneedle,MN)遞送的EVs則會更好地分散在真皮層和皮下,膠原蛋白維持時間更長,起始劑量下即可在長達(dá)70天的時間內(nèi)大幅減少皺紋。
3、COL1A1-EV和COL1A1–LNP處理的小鼠皮膚皺紋數(shù)量和面積顯著減少,且有更高的彈性和緊致度。

該研究證明了以EV為基礎(chǔ)的mRNA遞送在光老化模型中用于膠原蛋白替代和抗衰老治療的臨床潛力。EV mRNA的遞送代表了一種新的通用基因治療方式,在治療隨著衰老或其他疾病發(fā)生的人體蛋白質(zhì)損失方面具有巨大潛力。
