腺相关病毒血清型在小鼠视网膜中的趋向性和转导效率

Tropism and Retinal Transduction Efficiency of Adeno-Associated Virus Serotypes in Mice

作者信息Wenjing Wu, Joel McRae, Asa Brown, Martin-Paul Agbaga
PMID40919860
发布时间2025-09
DOI10.1167/iovs.66.12.18

实验完整度

中

研究包括体内注射、眼底成像、免疫荧光、Western blot、ERG和视动反应等实验,但缺少体外或机制实验,且未在非人灵长类中验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠(P60) 野生型小鼠视网膜

重点核对

AAV血清型:AAV2QYF、AAV27m8、AAV/DJ、AAV/DJ8 注射途径:玻璃体腔或视网膜下注射 病毒滴度:1×10^9 GC/眼 注射体积:1 µL 时间点:1个月和2个月

摘要

目的:腺相关病毒(AAV)已成为眼科基因治疗的首选载体。然而,对特定细胞表面受体的要求限制了AAV介导的视网膜细胞转导效率。这导致需要设计新型AAV载体以实现广泛的视网膜转导和转基因表达。然而,尚未报道这些新型AAV血清型的比较分析。在这里,我们比较了四种新型AAV血清型在野生型小鼠视网膜经玻璃体腔和视网膜下注射后的转导效率。方法:将四种不同的AAV/巨细胞病毒/增强型绿色荧光蛋白(EGFP)合成血清型(1 × 10^9基因组拷贝[GC]/眼)分别以1.0 µL经玻璃体腔或视网膜下注射递送至小鼠眼内。通过眼底检查和免疫标记在给药后1个月和2个月通过EGFP表达检查每种血清型有效转导光感受器(PR)和视网膜色素上皮(RPE)细胞的趋向性。使用视网膜电图和视运动反应评估视网膜功能。结果:在视网膜下和玻璃体腔注射的AAV/DJ和AAV/DJ8视网膜中,眼底检查和EGFP免疫标记显示最高的转导效率。与玻璃体腔递送相比,所有血清型在视网膜下注射后均成功转导PR和RPE细胞。然而,只有玻璃体腔递送的AAV27m8、AAV/DJ和AAV/DJ8能有效转导PR。AAV/DJ8在四种血清型中表现出最高的PR和RPE转导。视觉功能未受影响,血清型和PBS注射眼之间未观察到不良免疫反应。结论:合成AAV血清型根据递送途径差异性地转导PR和RPE细胞。玻璃体腔注射时,AAV/DJ8表现出最有效的PR和RPE细胞转导。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
不同AAV血清型经不同注射途径递送后,在小鼠视网膜中的转导效率和趋向性如何?
核心机制
AAV/DJ8因去除HBD而可能暴露新的结合位点,从而增强对PR和RPE细胞的转导,但具体机制尚未完全明确。
主要证据
通过眼底照相、免疫荧光、Western blot和ERG/OKT比较了四种AAV血清型的转导效率和安全性,发现AAV/DJ8经玻璃体腔注射时最能有效转导PR和RPE细胞。
研究意义
本研究为视网膜基因治疗中选择高效AAV载体提供了依据,尤其是AAV/DJ8可能适合经玻璃体腔注射靶向外层视网膜。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

AAV载体准备与注射

探究不同AAV血清型经不同注射途径转导视网膜细胞的能力。

使用四种AAV血清型(AAV2QYF、AAV27m8、AAV/DJ、AAV/DJ8)含有CMV启动子驱动EGFP的载体,经玻璃体腔或视网膜下注射到C57BL/6J小鼠眼中。

2

转导效率评估

评估病毒在视网膜的表达水平和分布。

在注射后1个月和2个月,通过眼底荧光成像、免疫荧光染色和Western blot检测EGFP表达。

3

视网膜结构完整性评估

检查注射对视网膜结构的影响。

通过H&E染色评估视网膜形态。

4

视觉功能评估

检测AAV注射对视觉功能的影响。

使用ERG和视动反应评估视觉功能。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
C57BL/6J小鼠Jackson Laboratory--
托吡卡胺Akorn Pharmaceuticals--
Nanofil注射器系统World Precision Instruments--
33号钝针----
眼科手术显微镜Carl Zeiss Surgical--
红霉素眼膏Perrigo--
Phoenix Micron IV视网膜成像系统Phoenix Research Labs--
人工泪液(Systane Ultra)Alcon--
ImageJ FijiNational Institutes of Health--
抗EGFP抗体Proteintech--
DAPILife Technologies--
Vectashield防淬灭封片剂Vector Laboratories--
共聚焦显微镜(FV 1200)Olympus--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
BCA蛋白定量试剂盒Pierce BCA Thermo Fisher--
硝酸纤维素膜----
Davidson固定液----
切片机(Leica RM2235)Leica Microsystems--
Motic玻片扫描仪Motic--
Espion E3Diagnosys LLC--
Ganzfeld色穹顶系统Diagnosys LLC--
金环电极Diagnosys LLC--
OptoMotry-AT系统Cerebral Mechanics--
小鼠抗胶质纤维酸性蛋白抗体CHEMICONMAB360
兔抗谷氨酰胺合成酶抗体Proteintech11037-2-AP
小鼠抗EGFP抗体Proteintech66002-1-Ig
小鼠抗视紫红质1D4抗体InvitrogenMA1-722
小鼠抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
兔抗RPE65抗体Proteintech17939-1-AP
驴抗兔Alexa Fluor-594二抗InvitrogenA32766
驴抗小鼠Alexa Fluor-488二抗InvitrogenA32790
驴抗小鼠Alexa Fluor-647二抗InvitrogenA32787TR647
小麦胚芽凝集素-荧光素Vector LaboratoriesFL-1021
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠二抗ProteintechSA00001-1
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗ProteintechSA00001-2
Prism软件GraphPad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
C57BL/6J小鼠,P60,雌雄均有,来自Jackson Laboratory
阅读提示:Methods: Experimental Animals
注射方法
注射途径(玻璃体腔或视网膜下)、注射体积(1 µL)、病毒滴度(1×10^9 GC/眼)、麻醉和散瞳药物
阅读提示:Methods: Intraocular Injections of AAV
转导效率检测
检测时间点(1个月和2个月)、检测方法(眼底荧光成像、免疫荧光、Western blot)
阅读提示:Methods: Fundoscopic Analysis, EGFP Immunofluorescence Analysis, Western Blot Analysis; Results
视网膜结构评估
H&E染色、切片厚度(5 µm)、固定方法(Davidson固定液)
阅读提示:Methods: Histologic Analysis
视觉功能评估
ERG参数(暗适应、闪光强度)、OKT参数(空间频率、转速)
阅读提示:Methods: Electrophysiological Recordings, Optomotor Response Assessment