유전자 치료 연구

유전자 치료를 위한 유전자 벡터를 제공하는 엑소좀

유전자 요법은 유전 물질을 도입하여 유전 질환을 치료하는 치료법입니다. 이 분야의 발전은 유전병, 암, 자가면역질환과 같이 이전에 치료할 수 없었던 질병에 대한 희망적인 치료법을 가져왔습니다. 지금까지 전 세계적으로 유전자 치료 임상 시험이 시행되었습니다. 전달은 유전자 치료에 필수적입니다. 세포막은 음전하를 띤 핵산에 대해 불침투성 장벽을 형성합니다. 더군다나 유전 물질은 인체 내에서 매우 취약하기 때문에 보호되어야 효과적입니다. mRNA 및 바이러스 또는 비바이러스 플라스미드 DNA는 일반적으로 유전자 치료에 사용되는 유전 물질입니다. 예를 들어, 아데노 관련 바이러스 벡터가 널리 사용됩니다. 그러나 AAV 벡터는 숙주 면역 반응을 유도하여 벡터의 급속한 분해 또는 중화를 유도하고 유전자 치료의 효율성을 심각하게 손상시킵니다. 나노구조의 캡슐화는 AAV 벡터를 숙주의 면역 체계로부터 보호하고 이를 원형질막을 통해 세포로 전달할 수 있습니다. 홍콩중문대학교의 Xia Jiang 교수가 Nanoscale 에 리뷰를 게재했습니다. 세포에 대한 유전자 벡터의 캡슐화 및 전달을 위한 운반체로서의 엑소좀의 과정 뿐만 아니라 관련 질병 치료 방법, 다양한 유전 물질의 운반체로서의 엑소좀의 장단점, 부하 및 전달을 증가시키기 위한 엑소좀 조작 전략을 설명합니다. 유전자 전달 벡터는 바이러스 시스템과 비바이러스 시스템으로 나눌 수 있습니다. 바이러스 매개 유전자 전달 시스템은 복제가 부족한 변형된 바이러스를 사용하지만 아데노바이러스, 레트로바이러스 및 렌티바이러스를 포함한 DNA 발현을 전달할 수 있습니다. 전통적인 비바이러스 벡터에는 마이셀, 리포좀, 덴드리머 및 탄소 나노튜브가 포함됩니다. 최근 세포, 특히 엑소좀에서 분비되는 세포밖 소포체는 유전자 전달을 위한 비바이러스 벡터로 사용되어 높은 생체 적합성, 낮은 제거율 및 원하는 세포 표적 전달 능력을 보여주었습니다. 엑소좀-AAV 혼성화와 같은 혼성 유전자 전달 기술은 바이러스 벡터와 비바이러스 벡터를 결합하고 상당히 감소된 면역원성을 나타냅니다. 이 문서는 바이러스 소포 및 엑소좀을 기반으로 하는 유전자 전달 벡터에 중점을 둡니다. 엑소좀은 직경 40~160nm의 지질 이중층으로 싸인 소포로, 세포외 환경을 순환합니다. 이들은 후기 엔도솜 막의 내부 발아에서 기원하며 모든 세포 유형에서 방출됩니다. 따라서 엑소좀은 세포 간 통신을 위한 천연 운반체입니다. 그런 다음 이 기능은 연구자들이 엑소좀 기반 약물 전달 시스템을 개발하도록 유도합니다. 다른 유전자 전달 시스템과 비교하여 엑소좀이 유리한 이유는 다음과 같습니다. 첫째, 엑소좀은 작은 RNA, mRNA, 단백질 등 다양한 생물학적 화물을 캡슐화하여 전달할 수 있는 다기능 운반체입니다. 둘째, 엑소좀은 생물학적 장벽을 통과하는 자연적인 능력을 가지고 있습니다. 그들은 또한 조밀한 연골 매트릭스와 같이 혈액이 공급되지 않는 조직이나 영역으로 이동할 수 있습니다. 게다가, 표적 조직에 도달한 후 엑소좀은 오랫동안 그곳에 머무를 수 있습니다. 낮은 청소율은 엑소좀의 생체적합성 때문입니다. 또 다른 중요한 특징은 엑소좀이 유전적으로 조작될 수 있다는 것입니다. 엑소좀의 표면 단백질을 변형하여 다양한 목적을 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 세포나 조직을 표적으로 하는 펩타이드를 엑소좀 표면에 부착하여 특정 조직을 선택적으로 표적화하고 다른 장기에 불필요한 축적을 방지하여 전신 독성을 줄일 수 있습니다. 연구에 따르면 엑소좀을 기반으로 하는 표적 유전자 치료는 치료 효능과 안전성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 연구원들은 연골 결함 복구를 위한 엑소좀 기반 연골 세포 표적 miRNA 전달 시스템을 설계했습니다. 이 작품에서는 연골 세포 친화성 펩티드는 엑소좀 표면에서 발현되고 miR-140은 엑소좀 내부에 로드됩니다. 표면 변형 없이 엑소좀에 캡슐화된 miRNA와 비교하여, CAP-엑소좀/miRNA 복합체의 관절 내 주사는 연골의 선택성을 보여주었고 거기에서 장기적으로 농축될 수 있습니다. 연골 결함의 치료 효능이 크게 향상되었습니다. 결론적으로, 설계된 캐리어에 의한 유전자 벡터의 조직 또는 세포 특이적 전달은 독성 또는 위험이 감소된 고급 버전의 유전자 치료를 실현할 수 있습니다. 세포 공급원 및 엑소솜에서 유래한 벡터는 다양한 유전자 치료 분자 또는 벡터의 전달을 매개할 수 있습니다. 특히, 엑소좀의 유전 또는 화학공학을 통해 특정 인식 서열을 엑소좀 외부에 설치하여 상품의 표적 전달을 안내하거나, 엑소좀 마커 단백질을 사용하여 단백질-단백질 상호 작용을 설계하여 표적 단백질을 풍부하게 할 수 있습니다. 또한 핵산 결합 특성을 가진 조작된 엑소좀은 플라스미드 또는 벡터의 캡슐화를 돕고 로딩 효율을 향상시킵니다. 엑소좀과 리포좀의 융합은 생체 적합성 및 표적화 능력과 같은 엑소좀의 장점을 유지하면서 큰 플라스미드 또는 mRNA 전사물을 캡슐화할 수 있는 소포를 형성할 것입니다. 임상 시험을 향한 중요한 단계로서, 엑소좀 또는 약물 부하 엑소좀의 대규모 생산을 달성하는 데에도 진전이 있었습니다. 나노 천공과 같은 장비 및 절차의 혁신으로 적재 및 생산의 병목 현상도 해결되었습니다. 요약하면, 유전자 편집 도구의 개발 및 최적화와 함께 엑소좀 기반 벡터 시스템의 지속적인 개발은 표적 유전자 치료에 대한 자극을 제공하여 실행 가능한 치료법으로 사용될 수 있습니다. 또한 엑소좀 또는 약물 적재 엑소좀의 대규모 생산을 달성하는 데 진전이 있었습니다. 나노 천공과 같은 장비 및 절차의 혁신으로 적재 및 생산의 병목 현상도 해결되었습니다. 요약하면, 유전자 편집 도구의 개발 및 최적화와 함께 엑소좀 기반 벡터 시스템의 지속적인 개발은 표적 유전자 치료에 대한 자극을 제공하여 실행 가능한 치료법으로 사용될 수 있습니다. 또한 엑소좀 또는 약물 적재 엑소좀의 대규모 생산을 달성하는 데 진전이 있었습니다. 나노 천공과 같은 장비 및 절차의 혁신으로 적재 및 생산의 병목 현상도 해결되었습니다. 요약하면, 유전자 편집 도구의 개발 및 최적화와 함께 엑소좀 기반 벡터 시스템의 지속적인 개발은 표적 유전자 치료에 대한 자극을 제공하여 실행 가능한 치료법으로 사용될 수 있습니다.