생체공학 엑소좀

Aug 25, 2023

군사 의학 연구 10권, 기사 번호: 19(2023) 이 기사 인용

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천연 세포막 또는 세포하 구조 유래 막과 같은 생체막으로 나노캐리어를 위장하기 위한 생체 영감 전략이 최근 개발되었습니다. 이 전략은 향상된 계면 특성, 우수한 세포 표적화, 면역 회피 가능성 및 전신 순환 지속 기간을 연장하는 은폐된 나노물질을 부여합니다. 여기서 우리는 엑소좀 막으로 코팅된 나노물질의 생산과 응용에 관한 최근의 발전을 요약합니다. 엑소좀이 세포와 통신하는 구조, 특성 및 방식을 먼저 검토합니다. 이어서 엑소좀의 종류와 제조방법에 대해 논의한다. 그런 다음 조직 공학, 재생 의학, 영상화 및 신경퇴행성 질환 치료에 생체모방 엑소좀과 막으로 덮인 나노운반체의 응용에 대해 논의합니다. 마지막으로, 우리는 생체모방 엑소좀 막 표면 공학 나노차량의 임상적 해석과 관련된 현재의 과제를 평가하고 이 기술의 미래를 평가합니다.

나노물질은 치료용 생리 활성 분자를 표적 부위에 전달하는 독특한 능력으로 인해 다양한 인간 질병을 진단하고 치료하는 데 사용될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다[1,2,3,4]. 나노물질을 활용한 치료 전략은 기존 치료법에 비해 향상된 효능과 안전성을 입증했습니다[5,6,7,8,9]. 의학에서 나노입자(NP)의 많은 잠재적 응용에도 불구하고, 생체적합성이 낮고 생물학적 장벽을 넘을 수 없기 때문에 임상적 사용이 제한됩니다. 이물질의 이질성으로 인해 비생물적 나노물질은 신체의 단핵 식세포 시스템에 의해 빠르게 제거되어 전신 순환 기간이 짧아지고 표적 부위로의 전달 효능이 감소됩니다[10].

이러한 장애물을 회피하기 위해 최근 연구는 적혈구[11], 백혈구[12], 혈소판[13], 줄기세포[14] 또는 암세포와 같은 생물학적 세포막으로 비생물적 NP를 위장하는 데 중점을 두었습니다. [15], 생체내 상호작용 및 생체기능을 개선합니다. 이는 하향식 접근법을 통해 세포막으로 NP 표면을 기능화하는 것을 포함합니다 [12, 16]. 이 유망한 세포 모방 접근법을 통해 NP는 전구 세포막의 고유한 생물학적 특성을 얻을 수 있습니다. NP를 천연 세포막으로 덮음으로써 전구 세포의 항원 프로필과 계면 특성이 충실하게 보존되고 비생물적 NP로 전달될 수 있습니다[4, 17].

또 다른 다양한 생체모방 및 자연에서 영감을 받은 기술은 세포 이하 구조의 막을 사용합니다. 최근 엑소좀 막은 나노물질 코팅으로 사용되는 데 상당한 관심을 끌고 있습니다 [18, 19]. 엑소좀은 세포에 의해 생성되며 최적의 나노크기 크기를 갖습니다. 엑소좀 막은 NP를 코팅하는 데 사용될 때 합성 막보다 생체 모방성이 뛰어납니다. 엑소좀에서 막 추출에는 세포막 추출 및 나노소포 유도에 종종 사용되는 압출 또는 초음파 처리와 같은 공격적인 기술이 필요하지 않습니다. 엑소좀은 세포간 의사소통과 상호작용에 최적화된 우수한 세포간 메신저이다[20, 21]. 이러한 이유로 자연적으로 분비된 엑소좀의 막으로 NP를 코팅하는 것은 천연 세포막을 사용하는 것보다 많은 이점을 제공합니다. 이러한 장점에는 내재적 표적화, 세포 특이적 흡수, 장기간의 전신 순환, 향상된 생체 적합성, 안정성 및 면역 회피가 포함됩니다. 엑소좀 막 코팅 NP는 건강한 조직에서 치료 효능을 개선하고 표적 외 독성을 감소시키는 흥미로운 결과를 입증했습니다(그림 1) [18, 19, 21].

엑소좀 막으로 코팅된 나노시스템은 생의학 응용을 위한 유망한 나노기술 도구입니다. 내인성 조직 표적화 및 조직 특이적 축적 기능, 혈액 순환 연장, 향상된 생체 적합성, 안정성 및 면역 회피 능력을 포함한 엑소좀 막 코팅 나노시스템의 생물학적 이점과 생물 의학 환경에서의 적용에 대한 설명