《Molecular Therapy Nucleic Acids》:The role of exosomes as oligonucleotide delivery system for managing α-synuclein in Parkinson’s disease: A systematic review of in vivo studies
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为突破寡核苷酸(ASO/siRNA)跨血脑屏障(BBB)瓶颈,伊朗团队系统评价5项在体研究,证实RVG-外泌体递送可显著降低α-syn聚集、保护多巴胺能神经元并改善运动功能,为PD疾病修饰疗法提供低免疫原性纳米平台。
帕金森病(PD)患者脑中α-突触核蛋白(α-syn)异常聚集成Lewy小体,像“黏糊的蜘蛛网”缠住多巴胺能神经元,导致震颤、僵直和运动迟缓。现有药物只能缓解症状,无法阻止病情进展。更棘手的是,靶向α-syn的寡核苷酸(ASO、siRNA等)虽能“沉默”致病蛋白,却在血液里被核酸酶快速降解,又被血脑屏障(BBB)这道“城墙”拦在脑外,难以抵达战场。如何把“基因剪刀”安全送进脑内,成为疾病修饰治疗的首要难题。
为回答这一挑战,伊朗克尔曼医科大学Sara Hashemi团队检索Scopus、Embase、OVID与Web of Science截至2022年1月的在体研究,最终纳入5篇文献,系统评价“外泌体-寡核苷酸”纳米递送策略对α-syn病理的影响。结果一致显示,无论经脑室(i.c.v.)还是静脉(i.v.)给药,装载ASO、siRNA或DNA适体的外泌体均显著降低中脑(尤其黑质)α-syn聚集,减少多巴胺能神经元死亡,并改善运动行为;且RVG(狂犬病毒糖蛋白)表面修饰可进一步增强BBB穿透与神经元靶向,全程未见明显毒性或免疫激活。论文发表于《Molecular Therapy Nucleic Acids》,为PD基因治疗提供低免疫原性、可重复给药的天然纳米平台。
关键技术方法:①PRISMA系统评价;②转基因(A53T、S129D)与MPTP/PFF诱导的三种PD小鼠模型;③电穿孔/超声被动孵育装载ASO、siRNA、shRNA-MC或DNA适体;④RVG肽表面工程化;⑤qPCR/Western blot检测α-syn mRNA与蛋白;⑥TH免疫组化评估多巴胺能神经元存活;⑦rotarod、wire hanging等行为学评价运动功能。
研究结果
“研究选择与PRISMA流程”——从904篇初筛文献中剔除重复及不符文献,最终5项在体研究进入定性综合。
“动物模型特征”——三项采用PrP-hSNCA-S129D或A53T转基因小鼠,两项分别用MPTP腹腔注射或α-syn预形成纤维(PFF)立体定位注射,构建α-syn聚集模型。
“外泌体递送寡核苷酸清除α-syn”——Yang等i.c.v.给予20 μg ASO4-Exo,6周三针,α-syn mRNA与蛋白下降约50%,运动功能恢复;Ren等i.p.注射120 μg RVG-Exo-DNA适体30天,皮层与中脑病理α-syn减少;Liu等i.v.注射curcumin纳米粒/siRNA-RVG-Exo,10次循环,药物在黑质TH神经元内持续≥48 h;Izco与Cooper分别i.v.给予150 μg RVG-Exo-shRNA-MC或siRNA,一周即可降低中脑、纹状体α-syn表达,并改善转棒成绩。
“剂量-途径考量”——i.c.v.低剂量(20 μg)即显效,系统给药需≥120 μg,但RVG修饰均优于裸外泌体;尚缺脑内药代定量数据。
“多巴胺能神经元病理”——TH染色显示,α-syn负荷下降与神经元丢失减少呈正相关。
“动物运动性能”——四项行为学实验证实,α-syn减少伴随运动协调性提升,且功能改善可早于组织学保护。
“免疫与安全”——多细胞因子检测及心肝脾肺肾H&E染色未见毒性,RVG-Exo组TGF-β等神经保护因子升高。
结论与讨论
综述证实,外泌体作为天然纳米载体,可保护寡核苷酸免遭降解,借助RVG肽实现神经元靶向,重复给药后显著降低α-syn聚集、挽救多巴胺能神经元并改善PD模型运动缺陷,且免疫原性低。相比脂质体(LNP)和病毒载体,外泌体兼具跨BBB能力与多货物兼容性,为PD等疾病修饰治疗提供即刻可扩展的转化路径。未来需建立GMP级量产标准、实时生物分布追踪及长效缓释策略,以迈向临床。