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Angew. Chem. Int. Ed. | 使用可光活化的合成外泌体实现人工细胞与活细胞间的RNA通讯2025-10-14

分享一篇发表在Angew. Chem. Int. Ed.上面的文章,题目为“Photoactivatable Synthetic Exosomes for RNA-Based Communication Between Artificial Cells and Living Cells”,通讯作者是荷兰埃因霍温理工大学的Alexander B. Cook和Jan C.M. van Hest教授。他们的研究方向主要聚焦于人工细胞的构建,人工细胞中的脂质聚合物材料、大分子自组装和信息传递。

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在多细胞生物的生理活动中,细胞依赖诸如旁分泌(近距离)或内分泌(更远距离)等方式实现细胞间信号交流。最近的研究发现RNA交换与蛋白质、细胞因子和代谢物等的传递一样,在细胞、组织间的信号传递和功能调控上具有重要作用。在生命体中,RNA通讯由细胞外囊泡介导(或外来体)以使RNA保护免于在血清/细胞外液中降解并通过内吞作用或膜融合被摄取到细胞中。

人工细胞可以帮助研究人员了解生命的基本和动态过程,涉及小分子、蛋白质乃至DNA的信号传递策略被广泛应用在人工细胞与天然细胞交互相关的研究中,而需要复杂介质参与的RNA信号传递仍然极具挑战性。因此,作者计了一种光控合成外泌体,通过聚合物囊泡封装RNA,并引入光可切割的硝基苯保护基,实现表面电荷切换与RNA负载囊泡的可控释放。

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具体而言,他们使用末端连接硝基苯基团的聚乙二醇-嵌段-聚(ε-己内酯-co-三亚甲基碳酸酯)(PEG-b-P(CL-co-TMC))与正常的PEG-b-P(CL-co-TMC)构建运输RNA的“人工外泌体”。在正常情况下,外泌体表面带负电,可稳定封装siRNA;紫外光照射后,硝基苯基团断裂,暴露出胺基,囊泡表面带正电,成功实现囊泡释放。

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作者构建以季铵化淀粉与羧甲基淀粉组成的相分离液滴为基底,三元聚合物为膜的人造细胞,观察到合成外泌体在此细胞中的组装与光照条件下的释放。

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随后,作者验证紫外光照射后,RNA囊泡从人工细胞释放并被HeLa细胞内吞的过程。处理后的HeLa细胞出现LAMP1蛋白质的下调,证明外泌体封闭的siRNA进入HeLa细胞并发挥生物学功能。作者一并验证了,这种光活化囊泡可通过光掩膜实现空间选择性信号传递。

本文作者:HXH

责任编辑:TZS

DOI:10.1002/anie.202514041

原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202514041