胰腺导管腺癌（PDAC）是一种恶性程度极高的消化系统恶性肿瘤，是胰腺癌中最主要的类型，其发病隐蔽，进展迅速，死亡率高，预后极差，由于其恶性程度高目前的外科手术或化疗等治疗手段效果不佳，因此迫切需要有效的新疗法出现。
RAS突变（图源网络）
PDAC的一个特点是经常出现GTP酶KRAS的突变，并且这些突变能够有助于肿瘤的发生、进展和转移。在基因修饰的实验小鼠模型中降低KRAS基因表达能够抑制肿瘤进展。然而，想通过靶向KRAS治疗肿瘤，但直接并特异性地靶向这些RAS家族蛋白目前仍然是比较困难的。
在先前的研究中，使用纳米颗粒通过RNA干扰（RNAi）的方法靶向野生型Kras或下游效应基因，在肺癌和结肠直肠癌模型中能够影响肿瘤负荷。在此前，想要通过RNAi靶向癌基因KRAS，在异种胰腺癌移植模型中通过直接电穿孔或生物聚合物是很难进行递送的，尤其是很难将RNAi有效递送至非肝的实体器官，其中特别是胰腺，所以靶向KRAS的RNAi的递送仍然是一个巨大挑战。虽然脂质体和纳米粒子的出现为基于病毒递送系统的RNAi递送提供了一些优势，但是已经表现出来这些方法的效率低下以及容易被循环系统清除的现象。
在这项研究中，来自美国MD安德森癌症中心的研究人员探讨了外泌体是否可以作为RNAi的有效载体的可能性。外泌体是一种具有脂质双层膜的纳米尺寸的细胞外囊泡（40-150nm），其能够被所有细胞释放并有效进入其他细胞。与脂质体和其他合成药物纳米颗粒载体不同，外泌体含有可能增强内吞作用的跨膜和膜锚定蛋白，从而促进其内容物的递送。CD47是外泌体蛋白质之一，是一个广泛表达的整合素相关跨膜蛋白，其部分功能可以保护细胞免受吞噬作用。CD47是信号调节蛋白α（SIRPα，也称为CD172a）的配体，CD47-SIRPα间的结合能够发出“不要吃我”的信号，从而抑制吞噬作用。癌基因RAS能够促进胰腺癌细胞增殖，增强胞饮作用从而促进肿瘤细胞摄取外泌体。合成纳米颗粒对细胞有一定毒性作用，但使用外泌体能够最小化对细胞的毒性。研究人员发现，CD47和癌基因KRAS驱动的胞饮作用都会抑制外泌体被循环系统的清除，并增强胰腺癌细胞对外泌体的特异性。所以，外泌体的这种特性增强了它们通过递送RNAi来特异性靶向胰腺癌中的KRAS的能力，并且使用外泌体作为单一靶向剂显着改善了所有实验PDAC小鼠模型的总生存期。
图1：CD47能显著抑制外泌体被血液的清除
图2：小鼠模型里利用外泌体装载敲低KRAS的shRNA，显著抑制胰腺癌的增殖
图3：小鼠模型里，CD47有效增强装载RNAi的外泌体的治疗效果
总而言之，KRAS的突变是胰腺癌的关键驱动因素，是一个潜在治疗靶点。外泌体是由所有细胞产生的细胞外囊泡，并且天然存在于血液中。与小鼠体循环里的脂质体相比，外泌体更容易在循环中保存，这是因为CD47介导的外泌体能够避免单核细胞和巨噬细胞的吞噬作用。正常成纤维细胞样的间充质细胞分泌的外泌体被工程化，并包裹KRAS G12D突变体的siRNA或shRNA。与脂质体相比，工程化的外泌体（称为iExosomes）能够靶向KRAS G12D，并且CD47对其有增强效果。在胰腺癌的多种小鼠模型中，通过iExosomes的治疗可以抑制肿瘤，并显着增加总生存期。研究人员的研究结果表明使用iExosomes是一种直接和特异性靶向癌基因KRAS的方法，从而治疗胰腺癌。
图4：iExosomes的治疗显著延长胰腺癌小鼠模型的总生存期
参考文献：Sushrut Kamerkar et al. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. Nature, 2017.
doi:10.1038/nature22341
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