外泌体为细胞分泌的纳米囊泡，它们介导细胞间的通讯，很适合被开发用于疾病治疗。然而低效率的信息传递和缺乏制备设计外泌体的方法，都限制了它们在治疗干预方向的发展。瑞士巴塞尔大学的研究团队（Martin Fussenegger等）开发了一套装置EXOtic (EXOsomal Transfer Into Cells)，可在改造的哺乳动物细胞中高效生产定制化的外泌体。其原理是利用分生技术，建构一个包含促进外泌体分泌、特异性mRNA包装、以及靶向运送的装置。实验结果显示，将携带该装置的细胞植入活小鼠体内，氧化氢酶mRNA通过设计的外泌体可以成功递送到纹状体，并缓解帕金森病。以上研究结果表明EXOtic装置在RNA递送疗法上极具应用价值。
EXOtic模式图和mRNA靶向运送示意图
细胞经转染后，含有4个质粒:第一个载有STEAP (参与外泌体的生物合成)、syndevan-4 (促进多泡体的生成)和NadB (提高柠檬酸循环促进细胞代谢)组成的外泌体生产促进器(Production booster)；第二个载有mRNA包装装置(CD63-L7Ae,后者会结合到RNA的C/Dbox)；第三个载有欲运送的mRNA和C/Dbox；还有一个则载有Cx43 S368A(可以增强外泌体向靶细胞的信息转移)和具特殊靶向运送功能的模块(例如RVG-Lamp2b可以靶向到脑部)作为运送辅助装置。
过氧化氢酶mRNA在体内对神经炎症的抑制作用
在小鼠脑内注射6-OHDA (6-hydroxydopamine, 6-羟基多巴胺广泛被用于触发实验性帕金森病），结果证实含有氧化氢酶(Catalase) mRNA的EXOtic可以明显降低和脑内的神经炎症有关因子，包括GFAP、IbA1、TNF-α、CD11B。
酪氨酸水解酶免疫染色
酪氨酸水解酶 (tyrosine hydroxylase) 阳性神经元的免疫染色结果显示，EXOtic装置可以特异性地减缓纹状体中有6-OHDA注射的神经元死亡。
该研究证明EXOtic装置可在至少HEK-293T细胞和hMSC成功增加特定外泌体的产量，显示EXOtic具有通用性。此外，该研究团队也在小鼠模型中，就实现了氧化氢酶(Catalase) mRNA的传递，并正确靶向到纹状体(Striatum),从而有效缓解帕金森模型的神经炎症。综合这些研究成果证明，通过EXOtic可实现外泌体的“定制生产”，并实现基于外泌体传递治疗性mRNA的治疗方式。
本研究中，该团队用Exo-spin提取细胞上清中的外泌体，再用NTA法确定利用装置促进外泌体分泌前后，外泌体“产量”的变化：
经外泌体生产促进器作用后，细胞上清分泌的外泌体粒径未发生明显改变，但浓度值有了极大提升。
文章来源：
Kojima P et al., Designer exosomes produced by implanted cells intracerebrally deliver therapeutic cargo for Parkinson’s disease treatment, Nature Communications, 2018