细胞外囊泡高效递送生存运动神经元蛋白治疗脊髓性肌萎缩症的研究新突破

本研究针对脊髓性肌萎缩症(SMA)患者SMN1基因突变导致的生存运动神经元蛋白(SMN)缺失问题，创新性地利用腺病毒载体在HepG2细胞中过表达SMN蛋白，并通过细胞外囊泡(EVs)将其高效递送至受体细胞。研究发现EVs递送的SMN蛋白能正确定位于细胞核gem样结构并与Gemin2蛋白共定位，为SMA治疗提供了新型蛋白替代疗法策略。该成果发表于《Scientific Reports》，为突破血脑屏障递送大分子药物提供了重要参考。

　　

脊髓性肌萎缩症(SMA)是一种由SMN1基因突变导致的致命性神经肌肉疾病，患者因生存运动神经元蛋白(Survival Motor Neuron, SMN)缺失导致运动神经元退化。尽管现有疗法如反义寡核苷酸药物Nusinersen和基因疗法Onasemnogene abeparvovec能提高SMN蛋白水平，但仍存在血脑屏障穿透效率低、肝毒性等问题。细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)因其天然的血脑屏障穿透能力和生物相容性，成为极具潜力的药物递送载体。

来自国外研究机构的研究人员在《Scientific Reports》发表重要研究成果，首次系统证实腺病毒载体介导的SMN过表达可显著提升EVs中SMN蛋白载量，这些载药EVs能有效将功能性SMN蛋白递送至受体细胞核内，形成具有生物活性的核gem结构。该研究为开发新型SMA治疗策略提供了关键实验依据。

研究团队采用三项核心技术：1) 腺病毒载体(Ad)构建技术实现SMN蛋白高效表达；2) 超速离心结合聚乙二醇沉淀法分离纯化EVs；3) 激光共聚焦显微镜结合正交投影技术追踪蛋白亚细胞定位。使用SMA患者来源的GM00232成纤维细胞验证治疗效果。

【Development and characterization of a donor cell line】

通过构建稳定表达3xFLAG标记SMN蛋白(3F-SMN)的HepG2细胞系，证实标记蛋白保持与内源SMN相同的亚细胞定位特性，核gem数量与SMN表达水平正相关。EVs表征显示3F-SMN成功包裹入直径约90nm的囊泡中，载量较对照组提高2.5倍。

【Generation of a recipient cell line】

建立HA-Gemin2标记的A549受体细胞系，发现Gemin2过表达会改变SMN核质分布，使核gem数量从134±22.5/100细胞降至38±9.8/100细胞，为后续递送效果评估提供理想模型。

【Enhancing the quantity of 3F-SMN protein】

腺病毒载体将EVs中SMN蛋白载量提升20倍以上（MOI=200时），且不影响EVs粒径分布（中位直径保持100nm）。这种"两组件"系统比稳定转染细胞系的"单组件"系统更适合规模化生产。

【EVs can deliver SMN protein】

关键实验证明：1) 2小时短时处理即可实现SMN蛋白递送；2) 转录抑制剂DRB处理组仍检测到FLAG阳性信号，排除腺病毒残留干扰；3) 共聚焦显微镜显示递送的SMN蛋白在核内形成圆柱状gem结构，与HA-Gemin2共定位；4) 在SMA患者成纤维细胞中成功实现SMN蛋白递送和核定位。

这项研究开创性地证实了EVs介导SMN蛋白治疗的可行性：1) 突破性解决大分子蛋白核递送难题，递送的SMN蛋白能正确组装入功能复合体；2) 为开发"无基因修饰"的蛋白替代疗法提供新思路，可规避基因治疗的安全风险；3) 提出"外周器官工厂化生产"的创新理念，肝脏等器官产生的载药EVs可能通过循环系统作用于全身组织。研究同时指出SMN蛋白半衰期短（约6小时）带来的治疗频率挑战，为后续剂型优化指明方向。该技术平台可扩展应用于其他神经系统疾病的治疗开发，具有重要的临床转化价值。