肌(ji)肉是(shi)(shi)人(ren)體的(de)(de)重要組成部(bu)分(fen),不(bu)僅是(shi)(shi)多種肌(ji)營養不(bu)良疾(ji)病基(ji)因治療的(de)(de)靶(ba)組織(zhi)(zhi),還可作為(wei)生(sheng)產和分(fen)泌治療遠端(duan)器官疾(ji)病功能(neng)蛋(dan)白的(de)(de)生(sheng)物工廠,肌(ji)肉組織(zhi)(zhi)的(de)(de)這些特征(zheng)使(shi)其(qi)成為(wei)開(kai)發基(ji)因治療策(ce)(ce)略的(de)(de)通用平臺,用于(yu)遞(di)送相關疾(ji)病功能(neng)基(ji)因。AAV載體是(shi)(shi)將基(ji)因轉移到骨骼(ge)肌(ji)和心肌(ji)等肌(ji)肉組織(zhi)(zhi)的(de)(de)理想載體,經AAV轉導后肌(ji)肉細(xi)胞可以表達功能(neng)性重組蛋(dan)白,并將這些蛋(dan)白分(fen)泌到血液中(zhong)進行全(quan)身遞(di)送,通過(guo)這種策(ce)(ce)略用于(yu)糖尿病、動脈粥(zhou)樣硬化、血友病及癌癥(zheng)等的(de)(de)疾(ji)病治療,目前由AAV介導的(de)(de)肌(ji)肉基(ji)因治療已逐步邁入臨床(chuang)。本(ben)期我們整理了AAV在肌(ji)肉組織(zhi)(zhi)的(de)(de)靶(ba)向策(ce)(ce)略以及部(bu)分(fen)案(an)例,希望(wang)對(dui)大家的(de)(de)研究有所幫助。
名稱 |
大小(xiao) |
來源 |
描(miao)述 |
MCK |
1.3 kb |
小鼠 |
肌酸(suan)激酶(mei)基因啟(qi)動子 |
3×enhancer |
728 bp |
小鼠 |
修改(gai)的肌酸激酶基因啟(qi)動子 |
二(er)、AAV血(xue)清型的選擇
根據文(wen)獻(xian)報(bao)道,AAV1、2、6、7、8和9均可有效轉導肌(ji)肉組織,但(dan)若要實現基因在(zai)肌(ji)肉組織的(de)更高特異(yi)性地表達(da),通常是(shi)建議結合(he)合(he)適(shi)的(de)血清型、肌(ji)肉特異(yi)性啟動子以及適(shi)當的(de)給藥方式來實現。
AAV9結合CK6啟(qi)動(dong)子(zi)經頸靜(jing)脈注射后高效靶向缺(que)血性(xing)骨骼(ge)肌
(Katwal AB, et al. Gene Ther. 2013)
實驗動物 |
血(xue)清型 |
啟動子(zi) |
注射(she)方式 |
病毒用量 |
成年雄性
C57BL/6小鼠
|
AAV9 |
CK6 |
頸靜脈
注射
|
4.15×1011 vg/mouse |
2、AAV1和AAV6均可有效靶(ba)向橫紋肌,由于AAV6與(yu)肝素(su)有較好的親(qin)和力,與(yu)AAV1相比,無論是通過(guo)肌肉注射還是靜脈(mo)注射,AAV6都能以更高的效率持續轉導橫紋肌。
實驗動物 |
血清型 |
啟動子(zi) |
注射部位 |
病毒用量 |
注射體積 |
3月齡(ling)雄性 C57BL/6小(xiao)鼠(shu) |
AAV1 |
CMV |
雙側脛骨 前(qian)肌 |
108vg |
25 μL病毒稀釋液 |
相比AAV1,AAV6經靜脈注射后有效靶(ba)向橫紋肌
(Arnett AL, et al.Gene Ther.2013)
實驗動物 |
血清型 |
啟動子 |
注射部位 |
病毒用量 |
注射體積 |
3月齡雄性 C57BL/6小鼠 |
AAV1 |
CMV |
尾靜(jing)脈 |
2x1012vg |
200 μL |
(Mohammadsharif Tabebordbar,et al.Cell.2021)
實驗(yan)動物(wu) |
血清型 |
啟(qi)動子 |
注(zhu)射 |
病毒用量 |
檢測 |
8周齡 C57BL/6J小鼠 |
AAV9、 |
CMV |
系統 |
1E+12 vg (~4E+13 vg/kg) |
注射后 2周 |
方法 |
優點 |
缺點 |
|
原位 |
肌肉注(zhu)射、逆行經靜脈肢體(ti)灌(guan)注(zhu)、冠狀動(dong)脈內灌(guan)注(zhu)、心包(bao)內注(zhu)射、心內膜注(zhu)射、再循環給(gei)藥(yao) |
轉(zhuan)導效率高; 靶向(xiang)性(xing)強; 低(di)免疫反應; |
不能(neng)轉導大肌肉(rou)群 |
系統(tong)性(xing)注射 |
腹腔注射靜脈給藥 |
廣泛轉導(dao)大肌肉群乃至全身肌肉 |
高(gao)劑量載體需(xu)求(qiu)易產生脫靶和(he)免疫毒性;AAV血清型有限 |
下面簡述肌肉注射方式的操作步驟:
1、對小鼠(shu)進行稱(cheng)重,腹腔注射甲苯噻嗪/氯胺酮混(hun)合液將小鼠(shu)麻醉;
2、對小鼠(shu)右脛前肌進行(xing)刮(gua)毛及(ji)消毒處理;
3、使用(yong)適當(dang)大小(xiao)的注射器及針(zhen)(zhen)頭,以避免觸碰到坐骨神經的方式入針(zhen)(zhen),將病毒(du)載體注入右(you)脛前肌;
4、將針頭(tou)緩慢(man)抽出,輕(qing)輕(qing)施加壓(ya)力以防止回流;
5、將(jiang)小(xiao)鼠(shu)放在加熱墊上直(zhi)至恢(hui)復,然后(hou)放回籠中飼養觀察,注射病(bing)毒4周后(hou)可檢測轉(zhuan)基因(yin)的表(biao)達。
小鼠肌肉注射示意(yi)圖
(//www.theodora.com/rodent_laboratory/injections.html)
四、不同注射方式的AAV給藥劑量
注射 |
推薦(jian) |
推薦(jian)注(zhu)射體(ti)積 |
推薦 |
實驗 |
靜脈 |
1×1012~ 1×1014 vg/kg |
200μl病毒(du)稀釋液 |
AAV6- |
成(cheng)年 |
肌肉 |
5×108~ 5×1010 vg/site |
脛前肌/腓腸肌:
股(gu)四頭肌: |
AAV1/2/ |
成年 |
心包內注射(針(zhen)對(dui)心肌) |
2.5x109~ 2.5x1011 vg |
50μL |
AAV8 |
新生 |
左心室壁注射(針對心肌) |
5x1010~ 5x1011 vg/rat |
不超過(guo)250μL, (總量超過(guo)250μL可能會導(dao)致心(xin)臟(zang)損傷或者死亡) |
AAV9 |
成(cheng)年 |
注:選擇的血(xue)清型(xing)和載體的濃度決定了每種(zhong)注射方式的給藥劑量,具(ju)體實驗時應綜合考慮各種(zhong)因素。