工程化细胞外囊泡及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种工程化细胞外囊泡、包含所述工程化细胞外囊泡的药物组合物、其制备方法和应用。所述工程化细胞外囊泡可用于药物的递送、目的蛋白在细胞外囊泡的表达或细胞外囊泡的纯化。的纯化。的纯化。

【技术实现步骤摘要】
工程化细胞外囊泡及其应用


[0001]本专利技术涉及生物医药领域，尤其涉及一种工程化细胞外囊泡、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]细胞外囊泡(extracellular vesicle,EV)是由细胞分泌的，能够被受体细胞摄取的膜性囊泡小体，直径大约为30
‑
1000nm。EV作为蛋白质、RNA、脂质等生物大分子在细胞间转运的载体，是细胞与细胞间通讯的重要媒介。因EV广泛存在于人体的各种体液中，既可以作为液体活检的样本来源，也被认为是一种天然驯化的药物载体。
[0003]在EV的研究与应用中，如何制备具有特定功能的EV是一项关键技术环节。以开发药物载体为例，为提高EV的组织靶向性，需要在其表面高表达与目的细胞具有高亲和力的靶向分子。又或者需要将具有治疗效果的多肽、蛋白质载带到EV中。对EV体外诊断试剂盒的开发而言，则需要获得装载有特定待测物分子的EV作为标准品。
[0004]根据已有的报道，目前有约20种蛋白被报道可用于目的蛋白在EV中的装载(Theranostics,2019；9(4):1015
‑
1028)。WO2013084000A2、WO2014168548A2、WO2018015535A1、WO2019040920A1等专利申请也描述了将蛋白质成分装载到EV的方法。

技术实现思路

[0005]本申请的专利技术人在研究中意外发现一类细胞外囊泡(EV)支架蛋白，这些支架蛋白在自然分泌的细胞外囊泡中本底表达很低，但这些蛋白在EV的构建、目的蛋白的展示、药物装载等方面表现出意想不到的优异效果。基于以上发现，专利技术人完成本专利技术。
[0006]在第一个方面，本专利技术提供一种工程化细胞外囊泡(extracellular vesicle,EV)，其包含作为支架蛋白的跨膜蛋白，所述跨膜蛋白为免疫球蛋白超家族成员，所述跨膜蛋白在未工程化的细胞外囊泡中的本底表达水平低。
[0007]在本专利技术的一些实施方案中，所述跨膜蛋白在未工程化的细胞外囊泡中的本底表达水平低于CD81的本底表达水平，例如，所述低于CD81的本底表达水平是指在对所述未工程化细胞外囊泡总蛋白的质谱检测中，将CD81的iBAQ数值设为1，所述跨膜蛋白的iBAQ数值与所述CD81的iBAQ数值之比小于0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01。
[0008]在本专利技术的一些实施方案中，其中所述跨膜蛋白满足以下至少一个条件：
[0009](A)所述跨膜蛋白与BCAM具有相似性，所述相似性是指当以BCAM蛋白作为标准时，所述跨膜蛋白与BCAM相比的E value<＝1.0E
‑
4，所述E value通过公式(I)计算，所述公式(I)来源于NCBI blast程序，
[0010]E＝K*m*n*exp(
‑
lambda*S)
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(I)
[0011]其中，K和lambda是与数据库和算法有关的常量，m代表目标序列的长度，n代表数据库的大小，S值表示两序列的同源性，S分值越高表明它们之间的同源性越大；
[0012](B)所述跨膜蛋白为单次跨膜蛋白，所述单次跨膜蛋白的胞外区包含1、2、3、4、5、
6、7、8、或9个免疫球蛋白结构域(immunoglobulin domain,Ig domain)；和
[0013](C)所述跨膜蛋白的胞外区同时包含IgV结构域和IgC结构域。
[0014]在本专利技术的一些实施方案中，所述跨膜蛋白满足选自以下的组合：A和B、A和C、B和C、以及A和B和C。
[0015]在本专利技术的一些实施方案中，所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ICAM5、ALCAM、CD276、CADM1、VCAM1、CADM2、NECTIN4、CADM4、CADM3、AGER、CD96，以及其变体。
[0016]在本专利技术的一些实施方案中，所述跨膜蛋白的胞外区包含3、4或5个免疫球蛋白结构域，
[0017]特别地，所述跨膜蛋白的胞外区同时包含IgV结构域和IgC结构域，
[0018]更特别地，所述IgC结构域为IgC2结构域，
[0019]更特别地，所述跨膜蛋白的胞外区包含5个免疫球蛋白结构域，所述5个免疫球蛋白结构域从N端到C端依次为2个IgV结构域和3个IgC结构域。
[0020]在本专利技术的一些实施方案中，所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ALCAM、CD276、CADM1、CADM2、NECTIN4、CADM4、CADM3、AGER、CD96，以及其变体；
[0021]特别地，所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ALCAM、CADM1、CADM2、CADM4、CADM3、AGER，以及其变体；
[0022]更特别地，所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ALCAM，以及其变体。
[0001]在本专利技术的一些实施方案中，所述单次跨膜蛋白是包含目的多肽区段的融合蛋白；优选地，所述目的多肽区段位于所述融合蛋白的N端或C端；优选地，所述目的多肽区段使得该融合蛋白具有治疗、靶向和/或亲和标签功能。
[0002]在本专利技术的一些实施方案中，所述目的多肽区段是治疗性多肽区段，例如，所述治疗性多肽区段为人白细胞介素家族成员(例如，IL
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2,IL
‑
7,IL
‑
10,IL
‑
11,IL
‑
12,IL
‑
15和IL
‑
23)，肿瘤坏死因子家族成员(例如，TNF,LTA,LTB,FASLG,TNFSF8,TNFSF9,TNFSF10,TNFSF11,TNFSF12,TNFSF13,TNFSF14,TNFSF15,TNFSF18和EDA)，干扰素(INF
‑
α,INF
‑
β和INF
‑
γ)，T cell engager(例如，4
‑
1BB,OX40,CD28,CD40,CD40L,CD47,CD27,CD70,CD80,CD86,GITRL,ICOSL,CD155,CD112,TIM
‑
3,BTLA)，其他细胞因子(例如，G
‑
CSF,EPO,TPO,GM
‑
CSF,EGF,bFGF,FVIIa,ATⅢ,TNK,α
‑
Glucosidase,BMP
‑
2,hirudin)。
[0003]在本专利技术的一些实施方案中，所述目的多肽区段是靶向细胞的多肽区段，特别地，所述靶向细胞的多肽区段选自抗体或其抗原结合片段、细胞表面受体或配体
[0004]在本专利技术的一些实施方案中，所述目的多肽区段是亲和标签，特别地，所述亲和标签选自His标签、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)、S<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程化细胞外囊泡，其包含作为支架蛋白的跨膜蛋白，所述跨膜蛋白为免疫球蛋白超家族成员，所述跨膜蛋白在未工程化的细胞外囊泡中的本底表达水平低。2.根据权利要求1所述的细胞外囊泡，其中所述跨膜蛋白在未工程化的细胞外囊泡中的本底表达水平低于CD81的本底表达水平，例如，所述低于CD81的本底表达水平是指在对所述未工程化细胞外囊泡总蛋白的质谱检测中，将CD81的iBAQ数值设为1，所述跨膜蛋白的iBAQ数值与所述CD81的iBAQ数值之比小于0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01。3.根据权利要求1或2所述的细胞外囊泡，其中所述跨膜蛋白满足以下至少一个条件：(A)所述跨膜蛋白与BCAM具有相似性，所述相似性是指当以BCAM蛋白作为标准时，所述跨膜蛋白与BCAM相比的E value&lt;＝1.0E
‑
4，所述E value通过公式(I)计算，所述公式(I)来源于NCBI blast程序，E＝K*m*n*exp(
‑
lambda*S)
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(I)其中，K和lambda是与数据库和算法有关的常量，m代表目标序列的长度，n代表数据库的大小，S值表示两序列的同源性，S分值越高表明它们之间的同源性越大；(B)所述跨膜蛋白为单次跨膜蛋白，所述单次跨膜蛋白的胞外区包含1、2、3、4、5、6、7、8、或9个免疫球蛋白结构域；和(C)所述跨膜蛋白的胞外区同时包含IgV结构域和IgC结构域。4.根据权利要求3所述的细胞外囊泡，其中所述跨膜蛋白满足选自以下的组合：A和B、A和C、B和C、以及A和B和C。5.根据权利要求1至4任一所述的细胞外囊泡，其中所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ICAM5、ALCAM、CD276、CADM1、VCAM1、CADM2、NECTIN4、CADM4、CADM3、AGER、CD96，以及其变体。6.根据权利要求3至5任一所述的细胞外囊泡，其中所述跨膜蛋白的胞外区包含3、4或5个免疫球蛋白结构域；特别地，所述跨膜蛋白的胞外区同时包含IgV结构域和IgC结构域；更特别地，所述IgC结构域为IgC2结构域；更特别地，所述跨膜蛋白的胞外区包含5个免疫球蛋白结构域，所述5个免疫球蛋白结构域从N端到C端依次为2个IgV结构域和3个IgC结构域。7.根据权利要求6所述的细胞外囊泡，其中所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ALCAM、CD276、CADM1、CADM2、NECTIN4、CADM4、CADM3、AGER、CD96，以及其变体；特别地，所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ALCAM、CADM1、CADM2、CADM4、CADM3、AGER，以及其变体；更特别地，所述跨膜蛋白选自BCAM、MCAM、ALCAM，以及其变体。8.根据权利要求1至7任一所述的细胞外囊泡，其中所述跨膜蛋白是包含目的多肽区段的融合蛋白，特别地，所述目的多肽区段位于所述融合蛋白的N端或C端，特别地，所述目的多肽区段使得该融合蛋白具有治疗、靶向和/或亲和标签功能。9.根据权利要求8所述的细胞外囊泡，其中所述目的多肽区段是治疗性多肽区段，所述治疗性多肽区...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立波，孔关义，樊凤辉，程立，李鸿艳，任亚芳，吴洁，
申请(专利权)人：北京恩泽康泰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：