背景簡介
腺相關病毒(AAV)因其安全高效的特質,已成為科研中不可或缺的基因遞送工具。目前廣泛用于體內基因功能研究(如敲低、過表達)、基因編輯、構建動物模型以及開發(fā)基因治療策略。
近年來AAV在心血管疾病領域的基因治療研究中備受關注。心臟疾病如心力衰竭、心肌梗死及遺傳性心肌病,是全球范圍內發(fā)病率和死亡率極高的重大健康難題,現(xiàn)有的藥物或介入治療多局限于癥狀緩解,難以根治其分子病因。
心臟研究應用
AAV載體能夠將目的基因穩(wěn)定遞送至心肌細胞,實現(xiàn)長期且特異的基因表達,為精準調控心臟功能、修復心肌損傷提供了嶄新的技術路徑。
心臟中的細胞主要包括心肌細胞(30%)和非心肌細胞(70%,其中心臟成纖維細胞占90%)兩大類。
心肌細胞參與心臟的收縮功能,使血液泵入全身。心肌細胞分為工作細胞和自律細胞。
工作細胞
指的是可在外來刺激下產(chǎn)生興奮的細胞,包括心室肌細胞和心房肌細胞。
自律細胞
指的是沒有穩(wěn)定靜息電位的細胞,可自動產(chǎn)生節(jié)律性的興奮,主要包括P細胞(又稱起搏細胞)和浦肯野細胞。
由于左心室的心肌壁較厚,所以在AAV的注射中,通常靶向左心室壁進行注射。
如何選擇血清型
不同的AAV血清型具有不同的衣殼蛋白空間結構,識別不同的細胞表面受體,表現(xiàn)為不同的組織親嗜性。
在心臟研究中AAV1、AAV2、AAV6、AAV8和AAV9型對心臟有較好的感染效率。
其中AAV8和AAV9的感染效率較優(yōu)于其他血清型,AAV9 (首選)是目前公認的高效特異性靶向心臟表達的病毒載體血清型。盡管 AAV8 的感染效果也不錯,但是沒有AAV9 的擴散性好。
臨床上靶向心肌的AAV血清型一般為1,6和9型,其中AAV1和AAV6均可有效靶向心肌和骨骼肌細胞,而AAV9則更加傾向于對心肌的感染。
隨著AAV血清型的不斷優(yōu)化及遞送方法的改進,不僅提高了對心臟等特定組織的轉染效率,還降低了全身副作用。
如何選擇啟動子
常見的廣譜型啟動子CMV、CAG即可在心臟中較好表達。
如果特異性要求不高,可以選擇CMV啟動子,其對心臟的轉導效率很高。
若要實現(xiàn)目的基因在心臟中特異性表達,推薦選擇心臟特異性的啟動子。
特異性啟動子選擇
注射體積與病毒量推薦
AAV在心臟的注射方式有多種,心肌原位注射、冠狀動脈注射、頸靜脈注射和尾靜脈注射均可以將藥物遞送到心臟,通常文獻報道較多的是心肌原位多點注射和尾靜脈注射。
案例解析
線粒體數(shù)量決定阿霉素誘導心肌細胞的心臟毒性
實驗動物:雄性C57BL/6小鼠(6-8周齡,體重18-22克)
AAV應用:AAV9-cTnT
注射方式:尾靜脈注射,1×10^11vg
注射體積:100μL
造模:在多柔比星誘導(心肌損傷如心力衰竭)前兩周,老鼠接受了1E11vg的單次靜脈注射,注射的是攜帶心臟肌鈣蛋白T(cTnT)啟動子驅動的線粒體去氧核糖核酸酶1 cDNA的腺相關病毒9型(AAV9)病毒(AAV9-mito-DNase1)。
吉滿服務
近年來,AAV介導的基因編輯、轉基因表達及RNA干擾等策略已在多個動物模型中取得鼓舞人心的進展,有望為難治性心臟疾病的基因治療和個體化醫(yī)學提供有效的新方案。
吉滿生物可提供定制過表達AAV、shRNA AAV、Cas9-sgRNA AAV,此外更有大量AAV現(xiàn)貨產(chǎn)品,涵蓋光遺傳、化學遺傳、鈣指示劑、神經(jīng)遞質探針等工具。幫助客戶實現(xiàn)精確、高效、可靠的實驗結果。