纳米颗粒介导功能大分子的递送是治疗人体疾病的有效方法。而外泌体作为细胞间信息交流的天然纳米载体，可以包裹大分子蛋白质和化学药物等递送给靶细胞，被广泛用于医学研究领域。
化学药物和核酸分子很容易被装载到外泌体囊腔中，但是外泌体对蛋白的装载始终存在一些阻碍，比如蛋白的提纯难度高、易变性以及在靶细胞中折叠率低等问题大大降低了转运率。为了解决这些限制，EXPLOR技术被开发、应用到外泌体转运中，它主要利用光遗传学控制的可逆蛋白-蛋白相互作用，结合外泌体的自身形成过程，从而实现内源性蛋白到外泌体中的自动装载1。这样既省去了蛋白提存成本，又在很大程度上提高了递送效率。
一、EXPLOR技术原理
EXPLOR技术示意图2
要想构建EXPLOR系统，首先需要在产生外泌体的细胞内引入两个融合蛋白，融合蛋白Ι由一个外泌体特异性标志基因(CD9、CD63或CD81)和第一光特异性蛋白基因（如CIBN）组成，融合蛋白ΙΙ由目的装载蛋白和与第一光蛋白特异结合的第二光蛋白（如CRY2）组成，经过460-490nm蓝光照射后，CIBN与CRY2相互结合，从而拉着蛋白到囊泡表面，融合质膜，分泌外泌体，此时的目的蛋白在外泌体内是非游离形式。
当去除光照后，CIBN与CRY2蛋白发生分离，目的蛋白将以游离的方式存在于外泌体囊腔内，这时可以分离、纯化得到载有目的蛋白的外泌体，外泌体继续通过膜融合、胞吞过程，将装载蛋白运送给靶细胞。除了CIBN-CRY2光蛋白组合外，在600-650nm光照下PhyB可以结合PIF蛋白，在460-490nm光照下GIGANTEA可以结合FKF1蛋白3，这些组合蛋白同样可以用到EXPLOR系统中。
二、EXPLOR应用
EXPLOR技术在外泌体中的应用为医学研究提供了新的制药平台，同时也为各种功能蛋白到靶细胞的转运提供了有力的工具。
如利用EXPLOR将治疗脓毒症的超阻遏物IκB装载到外泌体中，以外泌体作为治疗载体，递送IκB到待治疗的靶细胞内，检测发现EXPLOR-外泌体的递送能有效提高IκB对核NF-κB活化的抑制效率，降低促炎因子的表达和嗜中性粒细胞群寿命的延长，从而改善脓毒症患者的器官损伤，提高整体生存率4。
外泌体结合EXPLOR技术在功能性蛋白（如Cre重组酶）的递送方面也有很大的应用潜力。Cre重组酶主要在细胞核中表达，实验中经过蓝光照射后，Cre-mCherry-CRY2蛋白可以易位到质膜部分2，为了避免cre不必要的核定位，当Cre-mCherry-CRY2蛋白转染细胞后立即使用蓝光照射，通过增强光蛋白Cre-mCherry-CRY2与CIBN-EGFP-CD9间的相互作用，提高外泌体对Cre蛋白的装载率。
细胞内Cre-mCherry表达
为了检测EXPLOR系统装载的cre重组酶在体外细胞间的递送效率，从loxP-STOP-loxP-EGFP转基因小鼠中分离出分化神经元进行细胞实验，结果发现95%的细胞都能表达EGFP。同时进行了小鼠体内cre递送率的研究，将cre-EXPLOR外泌体注射到pCAG-loxP-STOP-loxP-eNpHR3.0-EYFP转基因小鼠大脑腹外侧，结果发现EYFP在脑腹外侧附近有明显表达。可见，外泌体结合EXPLOR技术在体内外分子的递送中有很大应用前景。
EXPLOR介导Cre重组酶的体内外递送
EXPLOR介导外泌体递送的系统不仅操作成本低，无需分离、纯化目的蛋白，而且也不会产生蛋白错误折叠的问题。仅仅通过外泌体的形成过程和光源照射，就能装载并运送大分子功能蛋白到特定细胞内，这种方式为外泌体蛋白疗法提供了显著优势。
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参考文献…
1. 外泌体之家. EXPLORs—一种通过光可逆蛋白相互作用促使蛋白质装载入外泌体的新方式
2. Nambin Yim et al. Exosome engineering for efficient intracellular delivery of soluble proteins using optically reversible protein–protein interaction module. Nature Communications. 2016; 7 : 12277
3. 崔哲熙等. 包含负载蛋白的外泌体的组合物以及制备和递送该组合物的方法. 2018
4. Hojun Choi, Youngeun Kim, Amin Mirzaaghasi. et al. Exosome-based delivery of super-repressor IkBa relieves sepsis-associated organ damage and mortality. Sci. Adv. 2020; 6 : eaaz6980