JEV:东南大学姚红红团队开发外泌体递送的环状RNA,治疗抑郁症

2022-01-21 fuweiwei1 “神经周K”公众号

细胞外囊泡是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡结构(40-1000nm)。由于免疫原性低、可生物降解、低毒性且能通过血脑屏障,EV已经成为免疫治疗、再生医学等领域的非常有前景的药物递送载体。

细胞外囊泡(extracellular vesicle, EV)是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡结构(40-1000nm)。由于免疫原性低、可生物降解、低毒性且能通过血脑屏障,EV已经成为免疫治疗、再生医学等领域的非常有前景的药物递送载体,受到越来越多的关注。

环状RNA(circRNA),普遍存在于真菌、植物、昆虫、鱼类和哺乳动物,甚至于某些病毒的基因组本身就是环状RNA,如D型肝炎病毒和植物类病毒。与线性mRNA不同,环状RNA是高度稳定的,因为它的共价闭合环结构可以保护它免受外切酶介导的降解

近日,东南大学姚红红团队在 Journal of Extracellular Vesicle 期刊发表了题为:Extracellular vesicle-mediated delivery of circDYM alleviates CUS-induced depressive-like behaviours 的研究论文。

研究团队在之前研究的基础上,构建了靶向中枢神经系统的递送环状RNA-circDYM的细胞外囊泡——RVG-circDYM-EVs。能够有效缓解慢性应激引起的抑郁样行为障碍,成功将环状RNA开发为核酸药物。

2018年11月,姚红红团队在 Molecular Psychiatry 期刊发表论文,发现环状RNA DYM(circDYM)可作为miRNA9的海绵,通过吸附mRNA9来发挥调控作用。并进一步证明,过表达海马脑区circDYM后能够抑制miRNA9的活性,最终降低小胶质细胞活化,缓解抑郁样行为。

2011年已开发出利用外泌体靶向递送siRNA的新方法,对外泌体表面膜蛋白lamp2b进行改造,并与神经元特异性狂犬病毒糖蛋白(RVG)进行融合形成RVG -lamp2b融合蛋白的外泌体,并通过电穿孔的方法使外源性短链RNA干扰进入外泌体中,外泌体表面的RVG通过与乙酰胆碱受体结合将短链RNA干扰特定释放到神经元中,显着下调了阿尔茨海默病相关蛋白的BACE1表达。

通过类似的方法,研究团队构建了RVG-circDYM-EVs系统,以外泌体为载体实现烟碱乙酰胆碱受体靶向性的过表达circDYM(图1)。

图1:RVG-circDYM-EVs系统

通过尾静脉注射200 μg RVG-circDYM-EVs,2小时后,小鼠肝脏、肾脏、心脏、脾、大脑等部位开始富集存在该外泌体系统(图2),其中肝脏富集表达最多,随时间的推移,外泌体的含量逐渐减少。

图2:RVG-circDYM-EVs在体内的生物分布

更进一步来说,RVG-circDYM-EVs可特定表达在海马区域的小胶质细胞、神经元和星形胶质细胞上。这就表明烟碱乙酰胆碱受体靶向性的过表达circDYM外泌体能够透过血脑屏障进入小鼠脑部,并均匀分布。

离体细胞实验发现RVG-circDYM-EVs能够降低脂多糖引起的小胶质细胞激活: iNOS、IL-6, IL-1β, MCP-1表达降低。随后向慢性应激引起的抑郁样小鼠尾静脉分别给与100、200、300、400 ug RVG-circDYM-EVs治疗后,200、300、400 ug剂量组能够明显改善小鼠抑郁样行为(图3)。

图3:RVG-circDYM-EVs系统发挥抗抑郁作用

为进一步探究RVG-circDYM-EVs调控小胶质细胞活性的分子机制,研究人员通过单细胞测序发现转录因子TATA框结合蛋白关联因子1(TAF1)蛋白能够调控10多个差异性表达基因,并能与circDYM发生相互作用,共定位在小胶质细胞的胞质中。离体实验发现过表达TAF1促进Trpm6和Cyp39a1的表达,在过表达circDYM能够抑制这种促进作用。

脂多糖能够促进TAF1与Trpm6 和 Cyp39a1启动子的结合,敲低Trpm6 或 Cyp39a1均能阻断脂多糖引起iNOS水平的升高。这些分子实验表明circDYM可直接通过TAF1调控小胶质细胞的激活。

慢性应激能够引起海马脑区紧密连接蛋白表达降低,血脑屏障通透性增加,最终引起CD4阳性T细胞、CD8阳性T细胞、B220阳性B细胞等外周免疫细胞浸润到大脑实质中,在给予RVG-circDYM-EVs处理后能够部分修复血脑屏障,减少外周免疫细胞浸润。

据悉本文开发的RVG-circDYM-EVs于2020年2月13日提交专利申请,申请名称为:烟碱乙酰胆碱受体靶向性的过表达circDYM的外泌体及其制备方法与应用。

原始出处:

Yu XY, Bai Y, Han B, et al. Extracellular vesicle-mediated delivery of circDYM alleviates CUS-induced depressive-like behaviours. Journal of Extracellular Vesicle, 2022.

作者:神经周君

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  1. 2022-01-21 wwjxx

    circRNA 可行度可信度都是一流的

    0

  2. 2022-01-21 ms8000000878452526

    hhegengengheniahenhao很好

    0

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