胞外囊泡因其是体内天然的脂质双层囊性结构，通过携带核酸、蛋白等多种生物分子，与受体细胞进行物质传递，被誉为理想的生物传递工具。到目前为止，小分子RNAs（siRNA和miRNA）可以通过不同的手段成功导入外泌体，但是外源DNA分子导入外泌体的研究甚少。StevenM.Jay等介绍了通过电转能将线性的DNA成功转入包括外泌体在内的囊泡中，但是并不是所有的DNA分子都能随心所欲转入，对DNA及胞外囊泡的大小有相应的限制。让我们一起来领略DNA如何成果被导入胞外囊泡，以及有哪些限制吧。
小的外源RNA进入胞外囊泡可以通过转染或者电转，电转时在电场中可能形成小分子聚集，转染又有毒性和安全性考虑。先前Contag等通过转染的方法将外源质粒DNA导入胞外囊泡（外泌体和微囊泡）里，并且微囊泡里的外源DNA可以转移到受体细胞内表达功能性蛋白，但外泌体内的DNA却不能产生产生功能性蛋白的表达。StevenM.Jay等探索了非转染的方法，尝试通过电转将外源DNA转入胞外囊泡。
他们通过从不同的细胞（HEKTcells、HUVECcells、HRVTcells、hMSCcells等）培养液中提取EVs，通过对不同类型细胞来源的EVs里内源性物质的分析发现HEKTcells的EVs内源性本底RNA较少，相对更适合来研究外源性装载物。基于有短的、线性DNA更易转入EVs的假说，研究者选择了经腺病毒相关基因1（VA1）扩增得到的约bp双链线性DNA。选择10ug（~3xEVs）与5ugdsDNA进行电转试验。
一、DNA的确可以通过电转的方式有效进入胞外囊泡，如图1：
A：bp的dsDNA与HEKT细胞来源的胞外囊泡混合，电转后，EVs里的DNA明显增多。
B：增多的DNA被证实是外源的bp大小的DNA。
二、DNA进入胞外囊泡的效率与外源DNA浓度和脉冲次数有关
为了得到最优化的电转参数，作者探索了不同浓度的外源DNA在不同的脉冲次数下，电转的效率。结果如图2：
A：对于~3xEVs的量，外源DNA量在2.5ug时达到饱和，继续增多DNA的量不再能提高转入效果。
B：电脉冲在4次时转入效果最佳。
三、DNA进入EVs受DNA大小限制。
关于不同大小的DNA被电转入EVs的效果，研究者经过不同的探索。最后发现bp以下的片段可以有效被电转入胞外囊泡，而超过bp的DNA片段相对很难通过电转导入。如图3：
四、线性的DNA能更有效的被导入EVs，环状的质粒DNA就很难导入EVs。
关于是否真的是线性DNA更能有效的被电转导入，他们比较了线状DNA和环状DNA的效果，如图4B，线状DNA更能有效的被电转入EVs。
导入DNA还受EVs大小限制，囊泡直径越大，相对越容易导入DNA。DNA更易被电转入直径更大的微囊泡内。如图5.
当然，被导入的DNA等信息要起到有效的作用，进入受体细胞是基本，他们发现通过电转导入的DNA可以通过EVs与受体细胞的交流，转入受体细胞。如图6：设计外源bp的dsDNA（S.cerevisiae酿酒酵母）通过电转入EVs，最后可以在与该EVs共培养的细胞内检测到。
然而，单纯简单的线状DNA片段，在受体细胞内并不能表达蛋白，而用质粒替代DNA，用该方法，也不能成功表达出功能蛋白。但毕竟，DNA可以通过电转的方式转入EVs，且能随EVs进入受体细胞，这为外泌体的DNA研究提供了一个新天地。未来需要研究者优化策略，让外泌体能够携带遗传信息，轻松进入受体细胞，表达目的蛋白。
参考文献：
LamichhaneTN,RaikerRS,JaySM.ExogenousDNALoadingintoExtracellularVesiclesviaElectroporationisSize-DependentandEnablesLimitedGeneDelivery.MolPharm.Oct5;12(10):-7
赞赏
