外泌体，最新Nature Nanotechnology | 磁场驱动的外泌体靶向调节营养不良肌肉的免疫和代谢变化
来源：BioMed科技 2024-07-29 16:30
外泌体是一种极具前景的组织修复和再生疗法，可以诱导和引导营养不良疾病中的适当免疫反应。然而，操纵外泌体以控制其生物分布并在体内靶向它们以实现足够的治疗效果仍然是一个重大挑战。
外泌体是一种极具前景的组织修复和再生疗法，可以诱导和引导营养不良疾病中的适当免疫反应。然而，操纵外泌体以控制其生物分布并在体内靶向它们以实现足够的治疗效果仍然是一个重大挑战。
在此，米兰理工大学Yvan Torrente等人通过开发一种用于预处理膜联蛋白A1 myo-外泌体（Exomyo）的外部控制递送系统来克服这一局限性。通过将Exomyo固定在铁磁纳米管上形成有效的纳米载体，并使用外部磁场进行全身注射，可实现Exomyo向骨骼肌的受控递送和定位。定量肌肉水平分析显示，在杜氏肌营养不良的小鼠动物模型中，巨噬细胞在体内主导了从这些铁磁性纳米管中摄取Exomyo，以协同促进有益的肌肉反应。该研究结果为基于外泌体的肌肉疾病疗法的发展提供了见解，并且总体上强调了旨在优化外泌体生物分布的有效功能纳米载体的配方。相关工作以“Magnetic-field-driven targeting of exosomes modulates immune and metabolic changes in dystrophic muscle”为题发表在Nature Nanotechnology。
为了调节营养不良骨骼肌的炎症环境，作者富集了ANXA1的外泌体，ANXA1是抗炎和修复机制中的促分解介质。在体外，富集的外泌体有效地促进了促炎巨噬细胞向抗炎状态的转变，并促进了营养不良肌肉祖细胞的肌源性成熟（图1）。而在体内，作者使用铁磁纳米管（NT-MAG）进行磁场控制的外泌体体内递送和定位。通过利用库仑相互作用，NT-MAG用表面锚定的ANXA1肌外泌体（Exomyo）进行预处理。
图1 Exomyo增强肌肉生成并将巨噬细胞切换到抗炎状态
研究证明，NT-MAG可以有效地结合和运输外肌，并在全身注射后，在施加外部磁场后，在杜氏肌营养不良症（DMD）小鼠模型mdx小鼠的指定肌肉中积聚。这种控制性递送最大限度地提高了Exomyo在营养不良肌肉中的生物学功能，从而改善了肌肉功能（图2）。通过每周重复给药，在mdx小鼠中观察到有效的肌肉修复。浸润巨噬细胞对外泌体的摄取抑制了炎症途径，并导致代谢转变为营养不良肌纤维中增强的氧化代谢。这种肌肉纤维与巨噬细胞的相互作用减少了肌肉纤维的重塑，从而改善了肌肉收缩。作者认为，所提出的基于纳米载体的方法是一种经济实惠、高效和低成本的策略，用于开发治疗性外泌体，可以提高肌肉营养不良患者的生活质量。
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