經濟、快速、高效的細胞類型靶向腺相關病毒載體

近日，瑞士巴塞爾分子與臨床眼科研究所（IOB）的研究人員開發了一個包含230個腺相關病毒載體（AAV）的文庫，每個載體都有不同的合成啟動子。這些AAV可以特異性地在小鼠和非人類靈長類動物的視網膜、以及體外培養的人類視網膜的神經元和膠質細胞中表達。這個文庫是在線的，可用於搜索由AAV標記的細胞類型。在小鼠、非人靈長類和人類中具有基礎研究和轉化研究的不同潛力。

將基因定位於特定的神經元或膠質細胞類型對理解和修復大腦迴路都很有價值。AAV常用於基因遞送，主要因為它在人類的基因治療中是安全的，並能夠在目標細胞中高效、持久的表達轉入的基因。然而，針對特定細胞類型的基因表達仍是一個尚未解決的問題。

「我們能夠經濟、快速和高效地在多個物種中靶向不同的細胞類型，用於基礎科學研究和基因治療。我們的AAVs可以有效地靶向小鼠、非人靈長類和人類不同的神經元和膠質細胞類型。AAV亞型在記錄或調節細胞類型活動的基礎研究中非常有用，它們也適用於針對細胞類型特異性人類疾病（如視網膜色素變性和黃斑變性）的基因治療轉化研究。」該研究的第一作者、IOB分子研究中心病毒平台負責人Josephine Juttner說。

雖然該系統目前不能靶向選定的細胞類型，但它可以通過選擇合成啟動子優先靶向視網膜內外的細胞類型。ProC合成啟動子組在物種間大多會保持其選擇性，這對轉化應用尤其適用。

靶向細胞類型調控腦功能以及細胞類型特異性的基因替換是治療人類疾病的主要修復策略。儘管細胞類型靶向技術在基礎研究和轉化研究中都非常重要，但這項技術目前大多數都依賴於轉基因動物。無論是感知或調節大腦功能的基因工具，還是允許遺傳工具有條件表達的酶，都來自動物的基因組。這限制了它們的適用性：細胞類型靶向策略中的轉基因成分使其無法在人類中應用，也限制了其在臨床前、非人類靈長類研究中的應用範圍，並使其在小鼠等模型生物中的應用變得複雜。而轉基因非人類靈長類和小鼠的開發既昂貴又緩慢。此外，在小鼠中優化細胞類型靶向載體也不太可能實現靶向人類相同細胞類型的最佳效果。

而新的AAV載體庫和方法允許在體外培養的人類視網膜中測試細胞類型靶向效果。IOB分子和臨床研究團隊已經表明，這顯著增加了相同載體在體內針對所需細胞類型的可能性。

培養死後的人類大腦部分，如視網膜或大腦切片，結合細胞類型靶向AAVs，可以更好地了解細胞類型在人腦迴路中的組織和功能。值得注意的是，視網膜研究用光遺傳學工具靶向光感受器，用基因編碼的活動感測器靶向其他細胞類型。雖然失去了光的自然輸入，但恢復光感受器的感光能力，可能會允許科學家在在細胞類型和神經迴路層面長達數月地研究人類視網膜內的計算指令，使人類視網膜成為一個簡單的、與轉化相關的研究模型系統。

此外，研究結果還表明，在小鼠中，缺乏AAV表達的某一特定細胞類型或群體，可以很好地代表具有相同情況的人細胞類型。因此，在小鼠身上進行的研究可以用來排除將在人類身上進行測試的AAV載體。

科界原創

編譯：花花

審稿：阿淼

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