细胞外囊泡（EVs）是细胞来源的纳米级颗粒，因其具有可编程性、免疫原性低以及组织渗透性强等优点，EVs正被积极研究作为下一代药物递送载体。在EVs的生物发生过程中，内吞体分选及转运复合体家族蛋白(ESCRTs)广泛参与细胞外囊泡的分选、转运及其分泌过程。有趣的是，病毒可利用其晚期结构域（Late domain）挟持ESCRTs家族蛋白相关蛋白,促进其从宿主细胞中出芽释放。2024年7月25日，中山大学孙逸仙纪念医院黄志权教授、许小丁教授团队联合在Journal of Extracellular Vesicles发表题为“Extracellular vesicle surface display of αPD-L1 and αCD3 antibodies via engineered late domain-based scaffold to activate T-cell anti-tumor immunity”的研究论文（2024 Jul;13(7):e12490）。该研究基于嵌合的病毒晚期结构域，构建了一种新型的合成细胞外囊泡支架蛋白（命名为LEAP）。黄志权教授及许小丁教授为研究的通讯作者，陈睿博士、康梓钦博士、李文昊博士是论文的共同第一作者。
研究结果显示，LEAP支架蛋白可通过ESCRTs通路依赖的途径，高效率地被分选至EVs中。LEAP支架蛋白可兼容多种单链抗体（scFv），并将其展示在EVs表面。通过LEAP支架蛋白在细胞外囊泡表面展示αPD-L1及αCD3单链抗体，可以有效促进T细胞介导的抗肿瘤免疫。ESCRTs家族蛋白在EVs的生物发生过程中发挥着至关重要的作用，包括货物蛋白的分选、转运、出芽和释放。通常，细胞外囊泡货物蛋白首先被HECT E3泛素连接酶泛素化，然后被ESCRT-0复合体识别，ESCRT-I/II/III引导货物蛋白内吞到腔内囊泡或直接于质膜外出芽释放，最后VPS4复合体催化膜裂解从而释放来自细胞合成的细胞外囊泡。病毒的晚期结构域是在多种逆转录病毒蛋白中发现一段短而保守的序列，其可通过主动招募ESCRTs家族蛋白，促进病毒颗粒的出芽释放。例如：人类免疫缺陷病毒（HIV）Gag糖蛋白通过其p6晚期结构域中的PTAP基序与TSG101相互作用，并通过LYPXnL基序与ALIX结合；埃博拉病毒（EBOV）的VP40结构域分别通过PTAP和PPEY基序与WWP2和TSG101相互作用。劳斯肉瘤病毒（RSV）的p2b结构域通过PPPY基序与WWP2相互作用。启发于病毒出芽及EVs生成释放的相似性，该研究构建了基于嵌合病毒晚期结构的合成支架蛋白LEAP。LEAP可通过ESCRT通路依赖的方式被高效分选至EVs中，LEAP支架蛋白可兼容多种单链抗体（scFv），将靶向肿瘤相关抗原（如PD-L1、EGFR、CD19）的scFv与LEAP支架蛋白相融合并表达至HEK293T细胞后，其衍生的EVs可靶向结合至表达相应抗原的靶细胞。图注：LEAP支架蛋白将PD-L1抗体和CD3抗体展示在EVs表面通过LEAP支架蛋白在EVs表面同时展示PD-L1抗体和CD3抗体，可将EVs重编程为双特异性T细胞衔接器，研究人员将其命名为双特异性T细胞衔接细胞外囊泡（αPD-L1×αCD3 BiTExos）。研究显示，αPD-L1×αCD3 BiTExos可通过αPD-L1臂结合PD-L1+肿瘤细胞，并通过CD3臂结合T细胞，从而将T细胞与PD-L1+肿瘤细胞衔接在一起，并通过CD3通路诱导T细胞活化、增殖和杀伤性因子的分泌，从而特异性地杀伤PD-L1+肿瘤细胞。在荷瘤小鼠模型中，αPD-L1×αCD3 BiTExos可促进T细胞在肿瘤微环境中的浸润，诱导杀伤性因子的分泌释放，有效激活T细胞抗肿瘤免疫。这项研究为工程化EVs在肿瘤免疫治疗中的应用提供了新的策略。同时，合成LEAP支架蛋白可作为EVs表面展示平台，有望应用于多种基于EVs的生物医学应用之中。
图注：αPD-L1×αCD3 BiTExos有效激活T细胞抗肿瘤免疫Extracellular vesicle surface display of αPD-L1 and αCD3 antibodies via engineered late domain-based scaffold to activate T-cell anti-tumor immunity. J Extracell Vesicles. 2024 Jul;13(7):e12490. doi: 10.1002/jev2.12490.外泌体资讯网 JEV | 中山大学孙逸仙纪念医院黄志权、许小丁教授团队开发新型细胞外囊泡支架蛋白，为肿瘤免疫治疗提供新策略
