納米顆粒介導功能大分子的遞送是治療人體疾病的有效方法。而外泌體作為細胞間信息交流的天然納米載體，可以包裹大分子蛋白質和化學藥物等遞送給靶細胞，被廣泛用于醫學研究領域。
化學藥物和核酸分子很容易被裝載到外泌體囊腔中，但是外泌體對蛋白的裝載始終存在一些阻礙，比如蛋白的提純難度高、易變性以及在靶細胞中折疊率低等問題大大降低了轉運率。為了解決這些限制，EXPLOR技術被開發、應用到外泌體轉運中，它主要利用光遺傳學控制的可逆蛋白-蛋白相互作用，結合外泌體的自身形成過程，從而實現內源性蛋白到外泌體中的自動裝載1。這樣既省去了蛋白提存成本，又在很大程度上提高了遞送效率。
一、EXPLOR技術原理
EXPLOR技術示意圖2
要想構建EXPLOR系統，首先需要在產生外泌體的細胞內引入兩個融合蛋白，融合蛋白Ι由一個外泌體特異性標志基因(CD9、CD63或CD81)和第一光特異性蛋白基因（如CIBN）組成，融合蛋白ΙΙ由目的裝載蛋白和與第一光蛋白特異結合的第二光蛋白（如CRY2）組成，經過460-490nm藍光照射后，CIBN與CRY2相互結合，從而拉著蛋白到囊泡表面，融合質膜，分泌外泌體，此時的目的蛋白在外泌體內是非游離形式。
當去除光照后，CIBN與CRY2蛋白發生分離，目的蛋白將以游離的方式存在于外泌體囊腔內，這時可以分離、純化得到載有目的蛋白的外泌體，外泌體繼續通過膜融合、胞吞過程，將裝載蛋白運送給靶細胞。除了CIBN-CRY2光蛋白組合外，在600-650nm光照下PhyB可以結合PIF蛋白，在460-490nm光照下GIGANTEA可以結合FKF1蛋白3，這些組合蛋白同樣可以用到EXPLOR系統中。
二、EXPLOR應用
EXPLOR技術在外泌體中的應用為醫學研究提供了新的制藥平臺，同時也為各種功能蛋白到靶細胞的轉運提供了有力的工具。
如利用EXPLOR將治療膿毒癥的超阻遏物IκB裝載到外泌體中，以外泌體作為治療載體，遞送IκB到待治療的靶細胞內，檢測發現EXPLOR-外泌體的遞送能有效提高IκB對核NF-κB活化的抑制效率，降低促炎因子的表達和嗜中性粒細胞群壽命的延長，從而改善膿毒癥患者的器官損傷，提高整體生存率4。
外泌體結合EXPLOR技術在功能性蛋白（如Cre重組酶）的遞送方面也有很大的應用潛力。Cre重組酶主要在細胞核中表達，實驗中經過藍光照射后，Cre-mCherry-CRY2蛋白可以易位到質膜部分2，為了避免cre不必要的核定位，當Cre-mCherry-CRY2蛋白轉染細胞后立即使用藍光照射，通過增強光蛋白Cre-mCherry-CRY2與CIBN-EGFP-CD9間的相互作用，提高外泌體對Cre蛋白的裝載率。
細胞內Cre-mCherry表達
為了檢測EXPLOR系統裝載的cre重組酶在體外細胞間的遞送效率，從loxP-STOP-loxP-EGFP轉基因小鼠中分離出分化神經元進行細胞實驗，結果發現95%的細胞都能表達EGFP。同時進行了小鼠體內cre遞送率的研究，將cre-EXPLOR外泌體注射到pCAG-loxP-STOP-loxP-eNpHR3.0-EYFP轉基因小鼠大腦腹外側，結果發現EYFP在腦腹外側附近有明顯表達。可見，外泌體結合EXPLOR技術在體內外分子的遞送中有很大應用前景。
EXPLOR介導Cre重組酶的體內外遞送
EXPLOR介導外泌體遞送的系統不僅操作成本低，無需分離、純化目的蛋白，而且也不會產生蛋白錯誤折疊的問題。僅僅通過外泌體的形成過程和光源照射，就能裝載并運送大分子功能蛋白到特定細胞內，這種方式為外泌體蛋白療法提供了顯著優勢。
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參考文獻…
1. 外泌體之家. EXPLORs—一種通過光可逆蛋白相互作用促使蛋白質裝載入外泌體的新方式
2. Nambin Yim et al. Exosome engineering for efficient intracellular delivery of soluble proteins using optically reversible protein–protein interaction module. Nature Communications. 2016; 7 : 12277
3. 崔哲熙等. 包含負載蛋白的外泌體的組合物以及制備和遞送該組合物的方法. 2018
4. Hojun Choi, Youngeun Kim, Amin Mirzaaghasi. et al. Exosome-based delivery of super-repressor IkBa relieves sepsis-associated organ damage and mortality. Sci. Adv. 2020; 6 : eaaz6980