专栏名称: 细胞与基因治疗领域
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关于基因载体AAV血清型的选择(文末福利:AAV免费试用)

细胞与基因治疗领域  · 公众号  ·  · 2024-12-27 10:18

正文

AAV(腺相关病毒) 因其免疫原性低、安全性高、宿主范围广、组织特异性、长期稳定表达等特点,已被广泛地应用在动物水平的基因表达、基因操作和基因治疗中。选择AAV治疗有利于能够精准靶向目标器官细胞,减少对其他器官的影响。

AAV的血清型主要是由AAV衣壳蛋白的结构所决定,不同的衣壳蛋白结构偏向识别结合特定的细胞表面受体,因此血清型的选择会影响AAV对不同器官/组织的感染效率;且根据靶器官/组织类型和AAV血清型类型的不同,推荐注射的AAV量也不同。


注:AAV现货病毒限量免费试用中,扫码即可申请(文末含活动详情)。


接下来,以肾脏组织和胰腺组织为例,我们来一同探讨关于血清型的选择。


1

胰腺组织

在Jimenez, V等人研究中 [1] ,研究人员发现 三种血清型对胰腺的侵染效率为:AAV6>AAV8>AAV9 。在3E+12 vg的剂量下,AAV6和AAV8能够转染所有胰岛,而AAV9的转染效率相对较低,定量分析显示, 约45%的β细胞被AAV6和AAV8转染(图1)。


图1 逆行胰管给药的AAV载体对胰岛和β细胞的转导 [1]


Quirin K A等人 [2] 通过 静脉给药 对比了scAAV9和scAAV8对于胰腺的侵染能力,发现scAAV9>scAAV8,在病毒注射量为1E+12 vg时, scAAV9能够侵染45%的胰腺细胞(图2) 。随后他们通过逆行 胰管给药 ,对比了scAAV6,scAAV8和scAAV9对于胰腺的侵染能力。结果表明这种给药方式下, scAAV6对于胰腺的侵染能力最高,能够侵染80%的胰腺细胞 ,可以有效转染胰腺的 腺泡细胞、上皮细胞和间质细胞 (图3)。


图2 AAV8和AAV9通过全身递送靶向胰腺的比较 [2]


图3 逆行胰管给药不同血清型对胰腺的侵染情况 [2]


常规血清型想要对胰腺有较好的侵染效果,通常要使用逆行胰管给药(图4A),这种给药方式创伤较大,难度较高。 Chen M等人 [3] 使用衣壳优化的AAV8载体,采用 尾静脉和腹腔注射 的方式研究AAV在胰腺和胰腺肿瘤中的表达。研究人员生成了三种不同的酪氨酸-苯丙氨酸(Y-to-F)突变AAV8载体,并将它们的转导效率与野生型AAV8在小鼠模型中的正常胰腺和胰腺导管腺癌(PDAC)进行了比较。他们发现, 双突变AAV8(Y447F+Y733F) 在胰腺组织中表现出最高的转导效率,与 野生型AAV8的7% 相比, 双突变AAV8(Y447F+Y733F)的mCherry表达达到45-70%。 与野生型相比,该双突变体在正常胰腺中的 载体基因拷贝数也高出7倍 ,在 PDAC 中的转导效率 高出15倍 。双突变AAV8(Y447F+Y733F)通过腹腔注射可以显著增强在胰腺中的基因表达, 相比于尾静脉注射,腹腔注射可以使mCherry表达效率提高4.28-9.6倍。

图4 Y447F+Y733F-AAV8双突变体提高小鼠胰腺的转导效率 [3]


2

肾脏组织

研究人员通过不同的给药方式验证了多种血清型对肾脏的侵染能力,结果表明 AAV9血清型对于肾脏侵染能力最强。


Chung D C等人 [4] ,采用 输尿管逆行注射 的注射方式对比rAAV1,rAAV2,rAAV5,rAAV6,AAV6.1.2,AAV.rh8,rAAV7,rAAV8和rAAV9对于小鼠肾脏的侵染效率,发现 rAAV8和rAAV9 能够有效地感染小鼠 肾小管细胞 (图5)。


图5 不同血清型对肾小管的侵染 [4]


在另一项研究中, Rocca C J 等人 [5] 通过 肾静脉注射 ,对比了rAAV5,rAAV6,rAAV8和rAAV9在小鼠肾脏中的表达情况。实验结果表明 rAAV6和rAAV8 通过肾静脉注射能够转染肾脏,但主要局限于 肾髓质区域 ,而rAAV9则能够高效转染 肾皮质和髓质 两个区域(图6)。共聚焦显微镜发现注射 rAAV9 - GFP 的肾脏中 近端小管和肾小球 呈GFP阳性,在肾小球中, 足细胞和系膜细胞 中均检测到GFP(图7)。


图6 肾静脉注射不同血清型对肾脏和其他器官的侵染 [5]


图7 AAV9侵染肾脏免疫荧光图片 [5]

3







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