背景简介
腺相关病毒(AAV)因其安全高效的特质,已成为科研中不可或缺的基因递送工具。目前广泛用于体内基因功能研究(如敲低、过表达)、基因编辑、构建动物模型以及开发基因治疗策略。
近年来AAV在心血管疾病领域的基因治疗研究中备受关注。心脏疾病如心力衰竭、心肌梗死及遗传性心肌病,是全球范围内发病率和死亡率极高的重大健康难题,现有的药物或介入治疗多局限于症状缓解,难以根治其分子病因。
心脏研究应用
AAV载体能够将目的基因稳定递送至心肌细胞,实现长期且特异的基因表达,为精准调控心脏功能、修复心肌损伤提供了崭新的技术路径。
心脏中的细胞主要包括心肌细胞(30%)和非心肌细胞(70%,其中心脏成纤维细胞占90%)两大类。
心肌细胞参与心脏的收缩功能,使血液泵入全身。心肌细胞分为工作细胞和自律细胞。
工作细胞
指的是可在外来刺激下产生兴奋的细胞,包括心室肌细胞和心房肌细胞。
自律细胞
指的是没有稳定静息电位的细胞,可自动产生节律性的兴奋,主要包括P细胞(又称起搏细胞)和浦肯野细胞。
由于左心室的心肌壁较厚,所以在AAV的注射中,通常靶向左心室壁进行注射。
如何选择血清型
不同的AAV血清型具有不同的衣壳蛋白空间结构,识别不同的细胞表面受体,表现为不同的组织亲嗜性。
在心脏研究中AAV1、AAV2、AAV6、AAV8和AAV9型对心脏有较好的感染效率。
其中AAV8和AAV9的感染效率较优于其他血清型,AAV9 (首选)是目前公认的高效特异性靶向心脏表达的病毒载体血清型。尽管 AAV8 的感染效果也不错,但是没有AAV9 的扩散性好。
临床上靶向心肌的AAV血清型一般为1,6和9型,其中AAV1和AAV6均可有效靶向心肌和骨骼肌细胞,而AAV9则更加倾向于对心肌的感染。
随着AAV血清型的不断优化及递送方法的改进,不仅提高了对心脏等特定组织的转染效率,还降低了全身副作用。
如何选择启动子
常见的广谱型启动子CMV、CAG即可在心脏中较好表达。
如果特异性要求不高,可以选择CMV启动子,其对心脏的转导效率很高。
若要实现目的基因在心脏中特异性表达,推荐选择心脏特异性的启动子。
特异性启动子选择
注射体积与病毒量推荐
AAV在心脏的注射方式有多种,心肌原位注射、冠状动脉注射、颈静脉注射和尾静脉注射均可以将药物递送到心脏,通常文献报道较多的是心肌原位多点注射和尾静脉注射。
案例解析
线粒体数量决定阿霉素诱导心肌细胞的心脏毒性
实验动物:雄性C57BL/6小鼠(6-8周龄,体重18-22克)
AAV应用:AAV9-cTnT
注射方式:尾静脉注射,1×10^11vg
注射体积:100µL
造模:在多柔比星诱导(心肌损伤如心力衰竭)前两周,老鼠接受了1E11vg的单次静脉注射,注射的是携带心脏肌钙蛋白T(cTnT)启动子驱动的线粒体去氧核糖核酸酶1 cDNA的腺相关病毒9型(AAV9)病毒(AAV9-mito-DNase1)。
吉满服务
近年来,AAV介导的基因编辑、转基因表达及RNA干扰等策略已在多个动物模型中取得鼓舞人心的进展,有望为难治性心脏疾病的基因治疗和个体化医学提供有效的新方案。
吉满生物可提供定制过表达AAV、shRNA AAV、Cas9-sgRNA AAV,此外更有大量AAV现货产品,涵盖光遗传、化学遗传、钙指示剂、神经递质探针等工具。帮助客户实现精确、高效、可靠的实验结果。