基础医学院生物物理学教研室胡适、雷长海课题组搭建以外泌体为底盘的全新基因工程机器

2019年9月25日，国际权威学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表了我校基础医学院生物物理学教研室胡适副教授、雷长海教授课题组的最新研究成果，题为《来源于CAR-T细胞的CAR外泌体具有有效的抗瘤作用和较低的毒性》(CAR Exosomes Derived from Effector CAR-T Cells Have Potent Antitumour Effects and Low Toxicity)。这是该课题组在合成生物学领域的又一突破性成果。

合成生物学是用人工合成的方法，在各类生物底盘上，设计特定功能模块，从而构建人工生物系统，也称为基因工程机器。其中生物底盘和汽车底盘一样重要，各种功能组件都要安装在底盘之上才能发挥其作用。目前生物底盘包括哺乳动物细胞底盘、植物细胞底盘、真菌底盘、细菌底盘、病毒底盘等。例如，CAR-T就是利用活细胞(T细胞)作为生物底盘，加上嵌合抗原受体设计而来。

但活细胞作为生物底盘，具有潜在的安全风险。如T细胞本身具有较强的分泌功能，容易诱发细胞因子释放风暴、神经毒性等极端临床副作用，且用于治疗目的CAR-T细胞多来自患者自身，制备成本高昂。

为解决现有细胞底盘中存在的上述问题，课题组从CAR-T细胞分泌的外泌体中富集携带嵌合抗原受体的“人工”外泌体，搭建以外泌体为底盘的全新基因工程机器——CAR-外泌体，并对CAR-外泌体的生化特征、体内外生物学功能、生物安全性、细胞毒性、靶向性等进行了系统研究。结果表明CAR-外泌体在有效保留工程T细胞的靶向性和肿瘤杀伤活性的同时，分泌功能显著降低，具有较小的安全隐患和较低的伦理风险，且可以从健康志愿者提供的细胞中制备。

该研究的重要意义在于在国际上首次证实外泌体囊泡可以作为一种全新的合成生物学底盘，携带特殊的人工设备发挥特定的生物学效应，为制备具有信号追踪、毒素中和、疾病治疗等军事和民用价值的新型合成基因工程机器提供了工程优化的参考依据。