胞外囊泡(EV)是由正常和疾病細(xì)胞釋放的納米大小的囊泡,作為一種新的細(xì)胞間通訊形式,可以作為基因和藥物的有效治療載體。然而,EV的體內(nèi)特性,如組織分布、血液水平和尿液清除率,這些將決定其治療效果和潛在毒性的重要參數(shù)仍有許多未知之處。
MSC-EV在體內(nèi)的分布與代謝
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)分泌大量的EV(MSC-EV),MSC-EV內(nèi)容物包括各種蛋白和RNA等。在MSC-EV中,大多數(shù)RNA(>80%);另外還有一些小RNA,其中miRNA約為44%、tRNA約為47%[1]。目前,非常少的研究專注于MSC-EV在體內(nèi)的分布和代謝。
MSC-EV的體內(nèi)分布非常類似MSC,即靜脈注射MSC-EV后,在肝臟和脾臟的分布最多,然后分散到其他的組織器官。有意思的是,MSC有明顯的肺部滯留,但MSC-EV的肺部滯留不明顯。在肺中幾乎檢測不到靜脈輸入的MSC-EV,而輸注人肺成纖維細(xì)胞來源的EV則容易在肺部積聚。
在小鼠體內(nèi)的生物發(fā)光和熒光介導(dǎo)的斷層成像顯示,靜脈注射MSC-EV的主要部位是肝、腎和脾。
在注射后30分鐘內(nèi)在腦、心臟和肌肉中檢測到EV,在60分鐘后尿液中檢測到EV;但是6小時后,體內(nèi)基本很難檢測到輸入的EV。
在急性腎損傷的小鼠模型實(shí)驗(yàn)中,MSC-EV靜脈輸入24小時后,除了在肝脾中積累,還可以觀察到在急性腎損傷小鼠的腎臟中積累,而在對照組腎臟沒有觀察到MSC-EV的積累。
也有研究顯示MSC-EV在體內(nèi)可檢測到的時間不止是6小時,即使靜脈注射48小時后,在肝臟和脾臟的分布信號強(qiáng)度依然很強(qiáng)。
DID標(biāo)記的MSC-EV靜脈輸入體內(nèi)后,在肝臟和脾臟中分布最多,在脊柱、股骨和脛骨的骨髓中分布較少,在肺、心臟和腎臟中檢測不到;如果對骨髓進(jìn)行放射損傷,則MSC-EV注射后1小時后即可檢測到損傷骨髓部位有MSC-EV聚集,聚集到骨髓的MSC-EV在24小時內(nèi)沒有明顯的減少[2]。MSC-EV的這個特性和MSC非常相似,能主動趨化到損傷部位聚集。
研究員使用PKH26或CFSE標(biāo)記EV進(jìn)行體內(nèi)示蹤,EV使用流式細(xì)胞儀進(jìn)行鑒定和計(jì)數(shù),并使用Nanosight納米顆粒跟蹤分析來測量尺寸和形態(tài),結(jié)果發(fā)現(xiàn),靜脈注射的MSC-EV能遷移到了梗死的大腦,而且MSC-EV通過血腦屏障的效率超過MSC本身。
有意思的是,MSC-EV也是可以像MSC一樣能被修飾改造。比如,經(jīng)尾靜脈注射阿爾茨海默病小鼠體內(nèi),狂犬病病毒糖蛋白(RVG)修飾的MSC-EV遷移到大腦的數(shù)量,至少是沒有經(jīng)過修飾的MSC-EV的兩倍。
有一篇研究文章提到不同細(xì)胞類型對MSC-EV的攝取,即CD11b陽性和F4/80陽性細(xì)胞(單核細(xì)胞/中性粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞)攝取MSC-EV明顯增加,而B220細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)攝取MSC-EV不明顯。 (生物谷世聯(lián)博研Bioexcellence)
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