엑소좀 전달시스템 기반 파킨슨병 치료제 연구

옥스퍼드대 Matthew J. A. Wood 교수팀은 2011년에 광견병 바이러스 당단백질(rabies virus glycoprotein, RVG) 펩타이드를 엑소좀 외부에 배치하여 특별히 뇌를 표적으로 하는 변형된 엑소좀을 설계하고 생성했다. RVG 펩타이드는 신경내피세포와 신경세포에서 발현되는 아세틸콜린 수용체에 특이적으로 결합하여 신경계로의 혈관 전달을 가능하게 한다[1].

UCL(University College London) Lydia Alvarez-Erviti 교수팀은 2014년 연구에서 알파-시누클레인을 표적으로 하는 siRNA가 탑재된 RVG-엑소좀을 마우스에 투여하여 알파-시누클레인과 알파-시누클레인 mRNA가 감소한 것을 확인하였다[2].

siRNA 치료효능은 단기적이다. 이를 해결하기 위해 Lydia Alvarez-Erviti 교수팀은 효과를 연장할 수 있는 잠재력을 지닌 shRNA 미니 서클(shRNA-MC)을 설계했다. 2019년 shRNA-MC가 탑제된 RVG-엑소좀을 마우스에 투여하여 알파-시누클레인이 장기적으로 하향 조절된 결과를 얻었다.

중국 수도의과대학 Jianliang Zhang 교수팀은 알파-시누클레인을 표적으로 하는 압타머가 탑재된 RVG-엑소좀을 마우스에 투여하여 알파-시누클레인이 하향 조정된 것을 확인하였다.

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[1] Alvarez-Erviti, Lydia, et al. "Delivery of siRNA to the mouse brain by systemic injection of targeted exosomes." Nature biotechnology 29.4 (2011): 341-345.

[2] Cooper, J. Mark, et al. "Systemic exosomal siRNA delivery reduced alpha‐synuclein aggregates in brains of transgenic mice." Movement Disorders 29.12 (2014): 1476-1485.

[3] Izco, María, et al. "Systemic exosomal delivery of shRNA minicircles prevents Parkinsonian pathology." Molecular Therapy 27.12 (2019): 2111-2122.

[4] Ren, Xiaoxi, et al. "Exosomal DNA aptamer targeting α-synuclein aggregates reduced neuropathological deficits in a mouse Parkinson’s disease model." Molecular Therapy-Nucleic Acids 17 (2019): 726-740.