作者：生物谷
胶原蛋白，爱美的女孩子都不陌生，我们的皮肤能够光滑紧致，很重要的原因是皮肤内胶原蛋白在支撑，它占了皮肤干重的70%。然而，岁月流逝，青春不在，人体皮肤中胶原蛋白的数量会逐年减少，皮肤也就逐渐失去强度，出现皱纹。为了补充流失的胶原蛋白，各种医美技术应运而生；但由于大分子胶原蛋白生物利用度低、难以渗透表皮、不易被真皮吸收、运输稳定性差等缺点，多数效果无法持久和自然。
近日，北京大学深圳研究院/深圳湾实验室Andrew Lee教授团队、德克萨斯大学安德森癌症中心Betty Y.S. Kim教授团队和中国医学科学院阜外医院兰峰教授团队 合作研究发现，基于EVs的COL1A1基因的皮内递送可能为光老化皮肤的治疗提供一种有效的蛋白质替代疗法。
研究基于急性光衰老的小鼠模型，将改造后人皮肤成纤维细胞产生的细胞外小泡(EVs)，装载上细胞外基质COL1A1型胶原蛋白mRNA递送至受体皮肤细胞。 展示了基于外泌体的COL1A1 mRNA治疗替代真皮胶原蛋白损失作为光衰老皮肤的抗衰老治疗的效用。 为了提高mRNA传递和保持的效率，研究人员通过透明质酸（HA）微针（COL1A1-EV MN）贴片将胶原mRNA均匀有效的递送至真皮层，从而实现持续稳定的胶原蛋白表达，并改善光老化皮肤皱纹的治疗。该研究发表在Nature Biomedical Engineering上，题目为Intradermally delivered mRNA-encapsulating extracellular vesicles for collagen-replacement therapy。
细胞外囊泡（EVs），包括外泌体和微囊泡，在人体内生物分子和核酸（包括mRNA）的运输中发挥重要作用。因此，近年来，EV因其固有的生物相容性、跨越生理屏障的能力和低免疫原性而成为核酸治疗的潜力型载体。然而，到目前为止，大多数专注于核酸递送的研究都是将10 - 20nt范围内的小分子如microRNAs和小干扰RNA （siRNAs）)作为递送目标，而更大的核酸如mRNA由于难以装载到EVs中而很少被评估。
随着两款mRNA新冠疫苗在全球防疫中大放异彩，mRNA疗法得以快速发展。然而，mRNA疗法的成功在很大程度上取决于能否获得能够安全、有效和稳定地将遗传物质转化为功能蛋白质的递送系统。目前的mRNA递送方式集中在脂质纳米颗粒（LNP）载体的封装和转运。但LNPs递送存在着细胞毒性、生物分布差、缺乏靶向性和免疫原性等缺点。因此，开发新一代能够克服LNP递送缺陷的mRNA递送系统将进一步发展mRNA疗法。
皮肤老化的一个标志是胶原蛋白不可逆的流失。许多方法旨在补充皮肤中胶原蛋白，从非处方和药物方法（抗氧化剂，类维生素a，多肽）到医疗设备（即激光治疗和合成真皮填充物）。不过，这些现有技术都无法实现长期内源性胶原蛋白替代，以保持皮肤的强度、紧致和弹性。刺激皮肤成纤维细胞合成胶原蛋白也是短期控制皮肤老化的有效方法。成纤维细胞在衰老过程中逐渐失去增殖和合成胶原蛋白的能力，这无疑是对胶原蛋白长期替代抗衰老治疗方法提出了挑战。为了克服这些限制，研究人员通过EV介导的mRNA递送来补充光老化胶原蛋白耗竭模型中的胶原蛋白。