利用重編程工程化的合成性外泌體或能優化機體傷口的愈合

　　胞外囊泡（EVs）是細胞間交流的基礎，其幾乎影響著細胞生理學的每一個過程，然而，由于其復雜的分子結構，關于其信號機制的定量相關信息往往是缺失的，這尤其會阻礙其治療應用。近日，一篇發表在國際雜志Science Advances上題為“Bottom-up assembly of biomedical relevant fully synthetic extracellular vesicles”的研究報告中，來自馬克斯普朗克醫學研究所等機構的科學家們通過研究工程化改造并設計出了一種合成性的外泌體，其能在機體傷口閉合期間調節細胞的信號轉導；這些合成性的結構與天然發生的細胞外囊泡結構相似，后者在機體多個不同過程的細胞間交流上扮演著重要的角色。

　　如今科學家們發現了能調節并幫助傷口愈合以及新血管形成的關鍵機制，為此他們從頭開始設計并構建可供編程的全合成胞外囊泡結構，而不是從細胞中分離出天然的胞外囊泡；本文研究中，研究人員**證明了他們能夠構建出具有治療功能的全合成外泌體。細胞間良好的溝通是多細胞有機體維持正常功能的基礎，機體中幾乎所有的過程都需要細胞間的協調互動，因為其能形成組織和器官，或者在免疫反應期間一起發揮作用；傷口愈合或新血管的形成需要廣泛的細胞-細胞信號轉導，從而確保協調的組織再生；為此，皮膚中的細胞能應用多種機制來彼此交流溝通，其中一種就是胞外囊泡結構，其是一種小液滴或小區室，細胞可以裝載不同的分子并對其釋放，從而傳遞信息。在與其它細胞結合或被這些細胞吸收后，其就會釋放出相關信息，然而，目前科學家們對細胞外囊泡之間交流溝通背后的具體機制和復雜的信號傳遞過程知之甚少，這也是其治療應用的主要限制因素。

　　為了能更好地理解胞外囊泡，研究人員選擇了一種自下而上的合成生物學方法，在試管內，其能設計并組裝全合成的胞外囊泡，從而就能更加精確地模仿其在形式和功能上的自然角色模型，基于這種方式，研究人員旨在更好且更加系統性地評估其在傷口愈合過程中扮演的關鍵角色，并理解囊泡內的每一種成分的相關性和功能；研究人員使用的這種合成生物學方法能利用液滴，并且能微調胞外囊泡的功能且能創建一種可編程的胞外囊泡技術。為了闡明合成性的胞外囊泡在傷口愈合過程中所發揮的功能，研究人員分析了在實驗室中培養的人類供體皮膚的行為，當利用合成性的為阿米替來處理這些皮膚傷口時，其就能展現出更快的愈合速度，且傷口也閉合地更快；當測試合成性外泌體改善新血管形成的能力時，研究者也進行了類似的觀察，這是在多種治療背景下極為相關的另一個過程，比如術后的組織再生和心臟損傷等；通過深入理解利用合成性胞外囊泡處理細胞內的作用機制，研究人員還能夠確定胞外囊泡中負責誘發治療性效應的關鍵分子。而確定胞外囊泡的關鍵組分是一項關鍵的進展，未來可能會使具有治療價值的單獨可調控囊泡工程化，從而治療多種疾病，比如癌癥、免疫紊亂和神經變性疾病。

　　研究者表示，20年多來，外泌體在生物醫學研究領域引起了很多科學家們的極大興趣，有了這項新技術在手，如今研究人員就能以治療規模合成高純度的外泌體，這或許就克服了阻礙外泌體應用于治療的一些主要限制，并可能會讓研究人員有效利用胞外囊泡之間交流溝通的力量；此外，由于目前研究人員正在使用非常明確的囊泡系統，這樣他們就能以非常系統性的方式來研究胞外囊泡的基礎功能了。綜上，本文研究中，研究人員應用轉錄組學分析技術來系統性地解析了單一胞外囊泡成分之間的協同效應，從而就能實現對胞外囊泡信號的解析以及基礎性的理解。