利用重編程工程化的合成性外泌體或能優(yōu)化機(jī)體傷口的愈合

　　胞外囊泡（EVs）是細(xì)胞間交流的基礎(chǔ)，其幾乎影響著細(xì)胞生理學(xué)的每一個過程，然而，由于其復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，關(guān)于其信號機(jī)制的定量相關(guān)信息往往是缺失的，這尤其會阻礙其治療應(yīng)用。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Science Advances上題為“Bottom-up assembly of biomedical relevant fully synthetic extracellular vesicles”的研究報告中，來自馬克斯普朗克醫(yī)學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究工程化改造并設(shè)計出了一種合成性的外泌體，其能在機(jī)體傷口閉合期間調(diào)節(jié)細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；這些合成性的結(jié)構(gòu)與天然發(fā)生的細(xì)胞外囊泡結(jié)構(gòu)相似，后者在機(jī)體多個不同過程的細(xì)胞間交流上扮演著重要的角色。

　　如今科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了能調(diào)節(jié)并幫助傷口愈合以及新血管形成的關(guān)鍵機(jī)制，為此他們從頭開始設(shè)計并構(gòu)建可供編程的全合成胞外囊泡結(jié)構(gòu)，而不是從細(xì)胞中分離出天然的胞外囊泡；本文研究中，研究人員**證明了他們能夠構(gòu)建出具有治療功能的全合成外泌體。細(xì)胞間良好的溝通是多細(xì)胞有機(jī)體維持正常功能的基礎(chǔ)，機(jī)體中幾乎所有的過程都需要細(xì)胞間的協(xié)調(diào)互動，因為其能形成組織和器官，或者在免疫反應(yīng)期間一起發(fā)揮作用；傷口愈合或新血管的形成需要廣泛的細(xì)胞-細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而確保協(xié)調(diào)的組織再生；為此，皮膚中的細(xì)胞能應(yīng)用多種機(jī)制來彼此交流溝通，其中一種就是胞外囊泡結(jié)構(gòu)，其是一種小液滴或小區(qū)室，細(xì)胞可以裝載不同的分子并對其釋放，從而傳遞信息。在與其它細(xì)胞結(jié)合或被這些細(xì)胞吸收后，其就會釋放出相關(guān)信息，然而，目前科學(xué)家們對細(xì)胞外囊泡之間交流溝通背后的具體機(jī)制和復(fù)雜的信號傳遞過程知之甚少，這也是其治療應(yīng)用的主要限制因素。

　　為了能更好地理解胞外囊泡，研究人員選擇了一種自下而上的合成生物學(xué)方法，在試管內(nèi)，其能設(shè)計并組裝全合成的胞外囊泡，從而就能更加精確地模仿其在形式和功能上的自然角色模型，基于這種方式，研究人員旨在更好且更加系統(tǒng)性地評估其在傷口愈合過程中扮演的關(guān)鍵角色，并理解囊泡內(nèi)的每一種成分的相關(guān)性和功能；研究人員使用的這種合成生物學(xué)方法能利用液滴，并且能微調(diào)胞外囊泡的功能且能創(chuàng)建一種可編程的胞外囊泡技術(shù)。為了闡明合成性的胞外囊泡在傷口愈合過程中所發(fā)揮的功能，研究人員分析了在實驗室中培養(yǎng)的人類供體皮膚的行為，當(dāng)利用合成性的為阿米替來處理這些皮膚傷口時，其就能展現(xiàn)出更快的愈合速度，且傷口也閉合地更快；當(dāng)測試合成性外泌體改善新血管形成的能力時，研究者也進(jìn)行了類似的觀察，這是在多種治療背景下極為相關(guān)的另一個過程，比如術(shù)后的組織再生和心臟損傷等；通過深入理解利用合成性胞外囊泡處理細(xì)胞內(nèi)的作用機(jī)制，研究人員還能夠確定胞外囊泡中負(fù)責(zé)誘發(fā)治療性效應(yīng)的關(guān)鍵分子。而確定胞外囊泡的關(guān)鍵組分是一項關(guān)鍵的進(jìn)展，未來可能會使具有治療價值的單獨可調(diào)控囊泡工程化，從而治療多種疾病，比如癌癥、免疫紊亂和神經(jīng)變性疾病。

　　研究者表示，20年多來，外泌體在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域引起了很多科學(xué)家們的極大興趣，有了這項新技術(shù)在手，如今研究人員就能以治療規(guī)模合成高純度的外泌體，這或許就克服了阻礙外泌體應(yīng)用于治療的一些主要限制，并可能會讓研究人員有效利用胞外囊泡之間交流溝通的力量；此外，由于目前研究人員正在使用非常明確的囊泡系統(tǒng)，這樣他們就能以非常系統(tǒng)性的方式來研究胞外囊泡的基礎(chǔ)功能了。綜上，本文研究中，研究人員應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析技術(shù)來系統(tǒng)性地解析了單一胞外囊泡成分之間的協(xié)同效應(yīng)，從而就能實現(xiàn)對胞外囊泡信號的解析以及基礎(chǔ)性的理解。