血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)已成为世界上人类最主要的死亡原因之一。研究表明,大多数心脏疾病和基因缺陷相关。基因治疗(gene therapy)已成为临床前期和临床研究中预防和治疗CVD的主要策略之一,基因治疗将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病,以达到治疗目的。重组腺相关病毒(Recombination Adeno-associated Virus,rAAV)已成为基因治疗中最具潜力的工具载体,具有免疫原性低、宿主范围广、血清型种类多及可介导外源基因长期稳定表达等优点。
此外,解析神经网络结构及连接图谱,揭秘大脑如何调控心脏功能机制也至关重要。嗜神经病毒(neurotropic virus)的跨突触追踪技术可实现心脏与中枢的神经环路标记,为心血管疾病作用机制的研究提供了强有力的实验支撑。
在此,小布为大家带来了rAAV及嗜神经在心脏中使用策略的相关内容。
1. 心脏嗜性 AAV 血清型有哪些? BrainCase可提供的 rAAV血清型高达20多种,不同血清型的衣壳蛋白结构不同,因此对不同组织的亲嗜性各异。AAV血清型AAV-1、AAV-6、AAV-8和AAV-9可以有效地穿过内皮屏障。在体心脏研究中,AAV9和AAV8血清型对心脏的感染效率要优于其他血清型,目前研究中以AAV9型居多。 图1 不同血清型及不同病毒量感染心脏的效率,PMID: 20703310 病毒:rAAV-cT(间隔)n(间隔) T-EGFP注射方式: 颈静脉注射动物模型: 1周龄小鼠表达时间:4周注射剂量:如图1血清型的特异性表达效果:AAV9>8>6>1>2
2. 心脏特异性启动子有哪些? 心脏特异性的启动子种类较多,包括cT(间隔)N (间隔)T、αMHC、Des、MLC2v等,其中cT(间隔)N(间隔) T和αMHC两种启动子应用较为广泛。 图2 不同启动子感染心脏的效率 PMID: 20703310 病毒:rAAV/9-cTn(间隔)T/CMV-luciferase 注射方式: 颈静脉注射 动物模型: 1周龄小鼠 表达时间:4周 注射剂量:1×1011 GC/mouse 心脏特异性启动子特异表达效果:cTn (敏感词间隔)T>CMV
图3 不同启动子感染心脏(B)、骨骼肌(C)及其他组织的效率(D) PMID: 18811960 病毒:rAAV2 / 9-CMV/α-MHC/cTnc...-LacZ(半乳糖苷酶)注射方式: 颞浅静脉注射动物模型: 新生小鼠表达时间:4周注射剂量:5×1010 GC/mouse心脏特异性启动子特异表达效果:α-MHC心脏特异性靶向效率最佳,Des主要在心脏和骨骼肌特异性表达,而CMV全身均有高表达。
3. 心脏(外周)环路研究的病毒工具用什么? 嗜神经病毒是一类对神经系统高度敏感的病毒,具有严格的神经嗜性,且能沿神经环路特定方向传播和增殖,常用于大脑中枢及外周信息输出神经网络结构的示踪。心脏环路研究以中枢调控环路研究为主,常用PRV进行环路逆行示踪。 图4 利用PRV示踪SCN-PVN-SCG-心脏的交感神经轴 PMID: 33842566
使用病毒:PRV-CAG-EGFP 注射位点:心室心肌多位点注射 实验动物:雄性SD大鼠 注射剂量:1×107PFU/mouse 表达时间:5天 示踪结果:心脏接受来自SCN多突触神经输入,昼夜节律主起搏器SCN与心脏之间存在解剖联系,即SCN-PVN-SCG-心脏的交感神经轴。
4. 心脏病毒工具注射方法优缺点比较
5. 心脏病毒的部分使用方法参考
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