東南大學 | 細胞外囊泡作為治療急性腎損傷的創新療法

南京東南大學醫學院中大醫院腎病研究所近期宣布了一項治療急性腎損傷的治療創新。該研究成果近日在線發表在國際腎臟病領域排名第一期刊的美國腎臟病學會雜志（JASN）。標題為Kim-1 Targeted Extracellular Vesicles: A New Therapeutic Platform for RNAi to Treat AKI。

急性腎損傷（AKI）是一組臨床綜合征， 是指突發(1-7d內)和持續(>24h)的腎功能突然下降，定義為血清肌酐（SCr）至少上升0.5mg/dl 1，表現為氮質血癥、水電解質和酸堿平衡以及全身各系統癥狀，可伴有少尿（

急性腎損傷（AKI）是常見的臨床情況，具有很高的死亡風險和進展至慢性腎臟病的風險。AKI 已成為世界范圍內的一個公關衛生問題，在每年中國約有 140-290 萬人因 AKI 住院。

AKI 還與受影響患者的慢性腎病 (CKD)、終末期腎病 (ESKD) 和其他器官功能障礙的長期風險相關。

但 AKI 缺乏明確的治療方法。中國南京東南大學醫學院的一組研究科學家（Tang & Liu 等人）最近的一項研究發現，RNA 干擾 (RNAi) 為基因治療提供了一種新的有效方法來解決這個問題。該研究開發了一種基于細胞外囊泡 (EV) 的遞送平臺，用于 RNAi 治療以預防 AKI。

實現將 RNAi 療法有效遞送至靶器官或特定細胞類型是一項重大挑戰。這是因為 RNAi 療法中的合成遞送納米載體，如脂質體、樹枝狀大分子和磷酸鈣納米顆粒，具有免疫原性、細胞毒性和從循環中快速清除的擔憂。

因此，作為一種更安全有效的 RNAi 遞送策略，該研究小組通過設計具有靶向肽和治療性 siRNA 的紅細胞衍生的細胞外囊泡 (REV)，開發了一種針對 AKI 的有效 RNAi 療法。

紅細胞衍生的細胞外囊泡平臺靶向急性損傷小鼠腎臟中的 Kim-1，并傳遞轉錄因子 P65 和 Snai1 的 siRNA，減輕腎小管的炎癥和纖維化。這項研究表明，以 Kim-1 結合肽為靶點的 REV 可以有效地將 P65 和 Snai1 siRNA 遞送到受損的腎小管。因此，這有助于減輕腎缺血/再灌注 (I/R) 損傷或單側輸尿管梗阻 (UUO) 后 AKI 小鼠模型中的腎損傷和纖維化發展。

EV 或細胞外囊泡最近已成為一種有前途的 RNA 藥物遞送系統。為了確保安全和降低毒性并避免對受體細胞產生不必要的生物影響，本研究從紅細胞制備 EV，因為它們本質上是生物安全的、生物相容的、豐富的和非免疫原性的。

腎損傷分子-1 (Kim-1) 是一種 I 型跨膜糖蛋白，選擇性地表達在受傷的 TECs 上，這是 AKI 期間的損傷病灶。體外噬菌體展示用于鑒定與 Kim-1 結合的肽，Kim-1 被認為是 AKI 期間腎小管損傷的標志物。

在 LTI、MST、MFP、IQP 和 LTH 中檢測到比亂序肽更強的 Kim-1 條帶，表明所有 5 種候選肽都可以與 Kim-1 結合，其中 LTH 顯示出最強的結合親和力。

相關分析顯示 LTI 水平與 I/R 腎中的 Kim-1 表達之間存在負相關，表明 LTI 對體內的 Kim-1 不是特異性的。

該研究在體外評估了 MFP、IQP 和 LTH 與重組 Kim-1 的結合，發現 IQP 和 LTH 在高濃度時均與 Kim-1 強烈結合；只有 LTH 在低濃度下表現出高結合親和力。這些結果表明 LTH 是 Kim-1 靶向的首選候選者。

肽 LTH 顯示出對 Kim-1 的高結合親和力，并增強了 REV 在缺血性 AKI 中 Kim-1+ 小管部位的腎臟積累。據推斷，LTH 有效地引導 REVLTH 歸巢到受傷的小管，這可以作為 AKI 治療的有希望的載體。

該研究進行了 RNA-seq 以闡明驅動 AKI 的關鍵基因，并將分析重點放在轉錄因子上。RNA 測序 (RNA-seq) 對缺血性腎臟的轉錄組進行了表征，以探索潛在的治療靶點。

該研究提供了一個有效的 Kim-1 靶向遞送平臺 REVLTH，用于將治療劑靶向遞送到受傷的腎小管細胞中，并強調其在遞送 siP65/siSnai1 作為 AKI 的有前途的 RNAi 治療途徑方面的潛力。此外，由于 TECs 不僅在 AKI 中而且在 CKD 中高度表達 Kim-1，本研究提出 REVLTH 可用于靶向多種腎臟疾病中受損的 TECs，具有廣泛的適用性。

該研究表明 REVLTH-siP65/siSnai1 在控制腎臟炎癥和纖維化方面具有轉化潛力，且毒性最小。這是一個獨特的平臺，可以加速 AKI 和其他腎臟疾病基因治療的發展。