利用互補拉鏈DNA結構的特性，DNA拉鏈（DNA-zipper）介導的膜融合已成為將功能性核酸載入外泌體的一種有前景的方法。當兩個囊泡配備一組互補DNA鏈時，每個囊泡的互補DNA鏈會由于堿基配對相互作用而“拉鏈式”結合在一起，觸發(fā)囊泡的對接和膜融合，并最終使兩個囊泡的內(nèi)容物混合。DNA拉鏈介導的膜融合提供了一種特定的膜融合以及對外源內(nèi)容物進行非破壞性載入外泌體的方式，避免了顯著的內(nèi)容物泄漏。
在這項研究中，研究團隊提出了一種DNA拉鏈介導的膜融合策略，以有效地將治療性siRNA載入靶細胞來源的外泌體中，從而創(chuàng)建用于組織特異性siRNA遞送的雜合外泌體囊泡（hybrid exosome vesicle，HEV）。
在這項概念驗證研究中，研究團隊通過將攜帶siRNA的脂質(zhì)體與角膜上皮細胞（CEC）的外泌體融合，專門設計了一種雜合外泌體囊泡（HEV），能夠針對眼表進行靶向治療，以治療干眼癥（DED）。
干眼癥（DED）是一種影響全球成百上千萬人的常見眼表疾病，以淚膜不穩(wěn)定、高滲性為特征，可導致眼部不適、視力障礙甚至失明。盡管干眼癥的確切機制仍不清楚，但炎癥在驅(qū)動病理循環(huán)中發(fā)揮了關鍵作用。因此，減輕眼表炎癥并恢復其穩(wěn)態(tài)成為干眼癥治療的關鍵選擇。免疫抑制劑和免疫調(diào)節(jié)劑是治療中重度干眼癥的常用藥物，但由于缺乏更有效的治療藥物，且角膜屏障的緊密阻礙了給藥，導致治療效果欠佳。
針對這一顯著未滿足的需求，新的治療方法（例如抗氧化劑全氟辛烷、來自患者自身血液的富含血小板的血漿、siRNA、來自干細胞的外泌體）已被廣泛探索用于緩解干眼癥的癥狀和體征。其中siRNA尤其引人關注，因為它可以在基因水平上直接調(diào)控疾病驅(qū)動因素，提供了更持久的治療效果，以緩解干眼癥的炎癥。
在干眼癥的典型進展中，異常淚液滲透壓刺激上皮細胞中的NF-??B信號，啟動促炎細胞因子（例如IL-6、IL-1??、TNF-??）、趨化因子和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的產(chǎn)生。這些炎癥介質(zhì)進一步促進固有淋巴細胞的浸潤和活化，加重炎癥和干眼癥的癥狀。為打破這一惡性循環(huán)，調(diào)控NF-??B信號通路已成為治療干眼癥的一種有前景的方法。但是直接靶向NF-??B可能會引起明顯的副作用。I??B??是由NFKBIZ基因編碼的I??B蛋白家族的非經(jīng)典成員，已被確定為多種細胞類型的NF-??B的兩層信號通路的關鍵調(diào)控因子，顯著增強促炎細胞因子的產(chǎn)生，例如IL-6、IL-12、IL-17和IFN-???？傊险{(diào)的IkB??在多種免疫細胞和炎癥性疾病中誘導炎癥級聯(lián)反應。事實上，下調(diào)I??B??在涉及先天和適應性免疫的炎癥性疾?。òㄣy屑病、潰瘍性結腸炎和類風濕性關節(jié)炎）的治療中顯示出了前景。
從這些發(fā)現(xiàn)中得到啟發(fā)，研究團隊推測，通過RNA干擾（RNAi）下調(diào)NFKBIZ基因的表達，可以有效緩解干眼癥的慢性炎癥。
研究團隊設計了靶向NFKBIZ基因的siRNA，并通過共擠壓將其包裹在脂質(zhì)體中。同時，通過超速離心法從角膜上皮細胞（CEC）中分離并純化外泌體。然后，分別使用拉鏈DNA結構及其互補對應物進行修飾。在DNA拉鏈的促進下，兩種成分的囊泡可以快速融合在一起，形成攜帶抗NFKBIZ的siRNA的雜合外泌體囊泡（HEV）——siRNA-HEV。
作為一種非破壞性和高效的負載策略，該研究構建的HEV保持了其外泌體樣特征，并可以有效地將siRNA治療藥物遞送到角膜。隨后，靶細胞中NFKBIZ基因的mRNA被有效敲低，并顯著減少了眼表炎癥細胞因子的分泌，使浸潤的巨噬細胞由M1型極化為M2型。
總的來說，該研究開發(fā)的siRNA-HEV具有強大的抗炎作用，能夠打破干眼癥炎癥的惡性循環(huán)，恢復眼表穩(wěn)態(tài)，并在干眼癥小鼠模型中獲得更好的治療效果。
最后，研究團隊表示，作為一個多功能平臺，該研究開發(fā)的具有靶向能力以及攜帶了設計的治療型siRNA的雜合外泌體囊泡（HEV），可能在各種疾病治療中具有巨大潛力。
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