[发明专利]构建工程化脂肪外泌体靶向中枢递送siRNA改善糖尿病胰岛素抵抗

说明书

本发明旨在通过基因工程手段在脂肪来源的外泌体表面表达乙酰胆碱受体的肽段RVG，使得改造后的外泌体穿过血脑屏障并特异性到达中枢神经系统。利用这种工程化的脂肪来源的外泌体，我们有效的将靶向PTP1B基因的siRNA运送至脑中，从而通过降低下丘脑的PTP1B表达改善胰岛素抵抗，为治疗糖尿病胰岛素抵抗提供新的思路和靶向中枢系统的给药方式。

技术领域

本发明涉及生物医药工程领域，具体涉及构建工程化脂肪外泌体靶向中枢递送siRNA改善糖尿病胰岛素抵抗的应用。

背景技术

胰岛素抵抗指胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降，迫使机体代偿性的分泌过多胰岛素以维持血糖的稳定。肥胖是导致胰岛素抵抗的最重要因素之一，而胰岛素抵抗是导致2型糖尿病及代谢综合征的元凶。目前我国成人肥胖人数已破3亿大关，而糖尿病患者也已达1.2亿，成为威胁国民健康的第三大慢性疾病。尽管目前一线用药可以在一定的时间内缓解病程，但由于无法从分子层面解决胰岛素抵抗，因此对很多中晚期病人效果并不理想。前期研究证明，蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)是治疗二型糖尿病胰岛素抵抗的理想靶点，但因其蛋白结构特征，导致至今尚未设计出临床有效的特异性小分子抑制剂。PTP1B虽然在肝脏、脂肪等外周组织中也调控了胰岛素敏感性，但其作为在中枢系统对胰岛素信号的重要负调控因子，对机体整体糖代谢起了关键性的作用，如果能够针对其设计可以穿过血脑屏障(BBB)的核酸药物递送系统，对2型糖尿病的治疗具有重大创新意义。

脂肪组织作为重要的内分泌组织，目前发现其出了分泌经典的脂肪因子，也能够通过分泌大量的细胞外囊泡(Extracellular vesicle，EV)，尤其是直径在30-150nm的外泌体(Exosome)。外泌体作为细胞分泌的载体，通过将小分子、蛋白质等信号分子运送到受体细胞，介导了不同组织器官间的交流，因此被称为体内天然的药物运送载体。相比传统的人工载体，脂肪来源的外泌体具有毒性小、无免疫排斥等优势。目前基于siRNA等手段的基因治疗成为一种很有潜力的治疗方式，但是siRNA的运送问题一直是制约siRNA治疗的瓶颈。本项目旨在通过基因工程手段在脂肪来源的外泌体表面表达乙酰胆碱受体的肽段RVG，使得改造后的外泌体穿过血脑屏障并特异性到达中枢神经系统。利用这种工程化的脂肪来源的外泌体，我们有效的将靶向PTP1B基因的siRNA运送至脑中，从而通过降低下丘脑的PTP1B表达改善胰岛素抵抗，为治疗糖尿病胰岛素抵抗提供新的思路和靶向中枢系统的给药方式。

发明内容：

本发明的目的是基于以上问题的诉求，通过基因工程手段改造外泌体精准递送靶向PTP1B基因的siRNA到达中枢神经系统通过降低下丘脑的PTP1B表达改善胰岛素抵抗。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的：首先构建表达质粒接着与PTP1BsiRNA共转染脂肪细胞，收集包裹PTP1B siRNA并可以靶向中枢系统的的外泌体，尾静脉注射C57BL/6J小鼠通过免疫荧光观察下丘脑区域PTP1B的蛋白水平。

本发明的有益效果是：利用该发明可以得出，成功通过基因工程手段在脂肪来源的外泌体表面表达乙酰胆碱受体的肽段RVG，使得改造后的外泌体穿过血脑屏障并特异性到达中枢神经系统。利用这种工程化的脂肪来源的外泌体，我们有效的将靶向PTP1B基因的siRNA运送至脑中，从而通过降低下丘脑的PTP1B表达改善了糖尿病小鼠的胰岛素抵抗。

附图说明

图1脂肪细胞分泌的外泌体的分析与鉴定。

图2工程化的包裹siRNA可以靶向中枢系统的脂肪来源外泌体的构建。

图3工程化的脂肪外泌体体内递送可以降低下丘脑区域PTP1B的表达。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。