細胞外囊泡介導反義肽核酸的胞吐作用

　　肽核酸(PNAs)是一種合成的DNA模擬物，已廣泛應用于反義和抗原為基礎的生物醫學應用中。其在增加PNAs的細胞攝取方面已經做出了巨大的努力，作者研究了相對未被探索的PNAs胞內運輸和內吞循環方面。為了證明概念，作者使用了靶向miR-155的anti - microrna (miR) PNA。通過共聚焦和流式細胞術研究了PNA在HeLa細胞中的亞細胞定位。對含有pna的胞外囊泡的全面表征顯示球形形態、表面負電荷密度和四倍體蛋白標記物的存在。

　　最重要的是，作者研究了rab11a和rab27b GTPases在調節PNAs胞外分泌中的作用。細胞器染色和共聚焦成像顯示PNA在溶酶體中的定位更高。基因表達分析證實PNA在抑制內吞循環后功能活性增強。多項研究報道了單鏈寡核苷酸、短干擾rna (sirna)和納米載體的胞吐作用。目前這是**個建立PNA在腫瘤細胞內吞循環和胞外排泄的機制研究。這一結果可以作為一個平臺來開發和優化策略，通過避免循環途徑來提高 PNA 的治療效果。

　　內吞循環是一個復雜和嚴格調控的過程，對維持細胞活動，包括營養攝取，信號轉導和細胞分裂至關重要。通過網格蛋白依賴性或非依賴性內吞作用內化的貨物經歷不同的細胞內運輸途徑。無論攝取機制如何，細胞內運輸貨物的**步是早期核內體形成，在此囊泡經歷分類運輸到質膜，或導向內吞循環室(ERC)，或成熟為晚期核內體，最終導致溶酶體降解。ERC是分布在細胞質中的微管細胞器，由rab11蛋白的存在在分子上定義。Rabs是一類定位于不同運輸區間的gtp結合蛋白;它們調節囊泡的形成、融合和質膜的釋放。ERC中的大部分貨物通過回收小泡被回收回質膜，但部分貨物被導向反式高爾基網絡(TGN)。此外，rab11同時定位于ERC和TGN，在調節囊泡運輸中發揮著重要作用。

　　由胞吐作用從質膜釋放出來的囊泡稱為細胞外囊泡(EVs)。EVs的釋放最初被認為是細胞間基因交換的一種機制。EVs由脂質、蛋白質和核酸組成，含有信使rna、非編碼rna、生長因子和血管生成因子。EVs是由不同類型的細胞分泌的，在發育、免疫、細胞遷移、神經功能等正常生理過程中都是必不可少的。同樣，腫瘤源性ev (tev)存在于腫瘤微環境中，可促進腫瘤生長、侵襲、轉移和抗腫瘤。目前，EVs由于其生物相容性、體內穩定性、穿透血腦屏障的能力以及易于定制，正被廣泛探索作為基因治療應用的平臺。

　　最近，短干擾RNA (short interfering RNA, siRNA)受到了廣泛關注，因為三種基于siRNA的藥物Onpattro、Givlaari和Oxlumo分別獲得了美國FDA的批準，用于治療淀粉樣變、卟啉癥和高草酸尿癥。基于sirna的藥物或候選藥物的細胞內運輸仍然是一個活躍的研究領域，因為它們的活動受限于亞細胞室的包封。脂質納米顆粒(LNP)介導的siRNA傳遞活性由于內體包封而受到限制，其逃逸效率僅為1% ~ 2%。此外，70%含有lnp的sirna通過多泡晚期核內體/溶酶體進行胞外排泄。含有lnp的siRNA的循環是由一個13跨膜糖蛋白Niemann Pick type C1 (NPC1)調控的，它存在于多泡晚期核內體的表面，一個小分子(NP3.47)介導的NPC1抑制將siRNA的沉默效率提高了4倍。與sirna一樣，內體包埋是SS ASOs的主要障礙。

　　PNA在溶酶體、ERC(內吞循環室)和MVBs(多泡體)中的共定位研究

　　作者在含有tev的antimiR PNA的表面確認了tetraspanin標記，并確定了rab11a和rab27b在含tev的PNA的內吞循環中的作用。最后確定了PNAs的循環和胞吐作用對其抗ir -155和anti - ir -21活性的影響。這將為開發和優化基于pna的機制和治療研究提供一個平臺。深入的機制研究為sirna治療的臨床應用提供了基礎。相信該研究將為進一步的研究奠定基礎，并在不久的將來使PNA治療成為現實。