科技日报记者 张佳星
日前，《科学报告》（《Scientific Reports》）发表了我国研究团队一项突破性研究成果，上海海洋大学杨光华教授团队成功开发出一种细胞外囊泡高效稳定生产平台。
“细胞外囊泡是细胞之间进行‘交流’的一种手段。”2月22日，论文通讯作者、上海海洋大学教授杨光华告诉科技日报记者，它们就像一个个纳米级的“信息包”，在细胞相互“见不到面”时也能共享信息，这在受精、免疫反应、疾病过程、肿瘤转移、细胞生长和组织修复等生命活动中都有重要作用。
构建不凋亡的“细胞工厂”
细胞外囊泡的开发利用越来越受重视，俨然成为药物开发众多品类中的“新星”。当前，多个基于外泌体（细胞外囊泡的一种）的多项细胞疗法已经开启三期临床试验。
统计显示，已发表和正在进行中的临床研究对于间充质干细胞外泌体治疗肾脏疾病、骨关节炎、中风、阿尔茨海默病、1型糖尿病等疾病均有探索。中国科学院动物研究所等单位不久前也开发了细胞外囊泡数据库，收集、整合和展示了细胞外囊泡介导的千余条相互作用事件。
“如果细胞外囊泡可以实现稳定生产，未来它有望像药物一样用于疾病的治疗。”杨光华表示，但目前细胞外囊泡的大规模生产并未实现，分泌它的原代细胞在体外培养时会不可避免地“凋亡”，随着细胞传代次数增加还会分化直至停止增殖。
建造一个能够在体外无限增殖的细胞系能够解决细胞外囊泡的高通量生产问题。医药产业领域有类似的成功先例，抗体药物之所以能够成为一种规模化生产新药、应用于临床，就得益于以杂交瘤技术构建的体外杂交细胞系化身为“细胞工厂”。
“随着分子生物学的发展，我们探索通过基因介导插入的方式构建不变异和不衰老的‘永生’细胞系，会比细胞杂交的方法更高效、更安全可控。”杨光华介绍，团队利用一种能够激活端粒酶（与衰老相关的酶）活性的基因（SV40LT），通过病毒载体转导技术，对胎盘绒毛膜间充质干细胞进行基因编辑，获得一种可以不凋亡的间充质干细胞系。
试验结果显示，改造后的细胞在体外连续传代50次后仍保持稳定的细胞形态、多向分化潜能和基因组完整性。
“通过进一步研究证明，SV40LT基因的引入使得细胞系在获得‘无限’寿命的同时能够保持遗传稳定性，且无致瘤转化特征、具备临床应用的安全性。”杨光华说。
“质检”确保“细胞工厂”稳定生产
那么这一细胞系能否承担起“工厂”的职能，持续稳定输出细胞外囊泡呢？
“‘不凋亡’的细胞未必能保证产物一直不变，有研究也提示我们长时间的体外传代培养可能会改变所得细胞外囊泡的属性。”杨光华说，和现实中的工厂一样，产品出厂前需要进行“质检”，以确保这些纳米级大小的粒子是均一的。
“质检”的步骤是应用单粒子干涉反射成像传感技术和透射电子显微镜技术，对经改造获得的多个代际之间的细胞外囊泡进行形态学特征、粒径分布和表面标志物表达等方面的分析。
结果表明，后代衍生出的细胞外囊泡与原代胎盘间充质基质细胞衍生出的细胞外囊泡具有高度一致性。
“‘质检’结果表明，经过基因改造的绒毛膜间充质干细胞系能够持续稳定分泌细胞外囊泡，可以作为生产用的高质量单细胞来源。”杨光华说。
“活”的药物要应用于临床必须要进行质量控制，实现标准化生产。“我们还为这一技术的规模化应用探索了相关辅助指南，如采用无外源细胞外囊泡干扰的化学限定培养基，可以显著提高纯度和批次间的一致性。通过免疫捕获等新型纯化工艺可实现细胞外囊泡或外泌体的高效分离和富集等。”杨光华说，未来团队将继续构建相关的疾病治疗评估体系、组织特异性递送系统等，为细胞外囊泡在精准医学领域的转化应用奠定基础。
（研究团队供图）
