载体家小课堂 | AAV在心脏研究中的应用

心力衰竭是一种慢性进行性疾病，目前科学家正在研究使用基因疗法治疗心力衰竭。基因治疗能够将基因的正常拷贝放入细胞，从而改变细胞的工作方式，达到治愈目的。为了将基因插入细胞，基因疗法使用载体将基因放入细胞。

AAV 病毒载体是极具应用前景的基因给药工具。野生 AAV 被认为是非致病性的，感染个体后产生的免疫应答水平极低，无法自行复制，需依赖于与腺病毒或疱疹病毒的共同感染才能复制。

重组 AAV 载体自身只需携带一个顺式元件，ITR，就能生产出重组 AAV 颗粒。由于缺乏 Rep 基因，重组 AAV 病毒基因组不整合宿主基因组，以染色体外形式长期存在，在非分裂细胞（如心肌细胞）中也能实现治疗性蛋白的持久表达，安全性极高[1]。另外，多种血清型 AAV 对心肌细胞具有良好嗜性。

载体家长期致力于高质量的 AAV 载体构建、AAV 病毒包装，旨在让您的研究更高效。

 

ssAAV vs. scAAV

与传统的单链（single-stranded，ss）基因组 AAV 载体相比，自我互补（self-complementary，sc）AAV 载体具有更高的转导效率和更快的转导动力学。ssAAV 载体通过宿主介导的 DNA 合成方式转化为活性的双链 DNA 形式。因此，双链DNA 的生成是 ssAAV 载体转导中的限制步骤。由于基因组只能使用一半，scAAV 适合作为小基因的载体[2]。载体家提供ssAAV、scAAV 两种 AAV 载体构建以及病毒包装服务。

 

心肌嗜性 AAV 血清型

载体家提供的 AAV 血清型多达 18 种 : 1-9、6.2、rh10、DJ、DJ/8、PHP.eB、PHP.S、AAV2-retro、AAV2-QuadYF、AAV2.7m8。

不同的血清型具有相似的结构和大小。然而，由于衣壳蛋白的结构不同，它们具有不同的嗜性。AAV1、6、8 和 9 是最常用心脏血清型。其中，AAV9 被认为心脏基因递送的最有效血清型[2, 3]。

我们对 AAV6 和 AAV9 进行了心肌转导测试，效果如下图。

载体家测试 AAV6-CMV-EGFP 和 AAV9-CMV-EGFP 转导小鼠心肌细胞心脏切片。

尾静脉注射，注射量：1.51 x 10^11 vg/g。

 

心肌特异性启动子

载体家不仅提供广泛表达启动子，如 CMV、EF1A、EFS、CAG、CBh 等，还能提供αMHC 两种常用的心肌特异性启动子，帮助您高效构建 AAV 载体。

心肌病毒递送方法

(Ishikawa K et al., 2011)

心脏结构与血液循环系统

研究案例

小鼠 Mybpc3 基因治疗有助于长期预防肥厚性心肌症

图1

图2

(Mearini G et al., 2014)

Mybpc3 移码突变是造成肥厚性心肌症的遗传因素。

图1：Mybpc3 纯合敲入突变（KI）小鼠颞静脉注射 AAV9-Mybpc3（每组剂量为 1 × 10^11、 3 × 10^11、 1 × 10^12 和 3 × 10^12 vg）进行 Mybpc3 增强表达，34 周后测量心脏收缩功能（dP/dtmax）和舒张功能（dP/dtmin）。1 × 10^12 vg 以上剂量能较好恢复心肌功能。

图2：为转导 AAV9-Flag-Mybpc3，34 周后从小鼠分离的心脏组织切片，使用 anti-Flag 和 anti-α-actinin 抗体 IHC 染色，对比对照组显示AAV9-Flag-Mybpc3 的转导和表达效果。

References

[1] Chamberlain K, Riyad JM, Weber T. Cardiac gene therapy with adeno-associaed virus-based vectors. Curr Opin Cardiol. 2017 May;32(3):275-282.

[2] Katz MG, Fargnoli AS, Weber T, Hajjar RJ, Bridges CR. Use of Adeno-Associated Virus Vector for Cardiac Gene

Delivery in Large-Animal Surgical Models of Heart Failure. Hum Gene Ther Clin Dev. 2017 Sep;28(3):157-164.

[3] Kieserman JM, Myers VD, Dubey P, Cheung JY, Feldman AM. Current Landscape of Heart Failure Gene Therapy. J Am Heart Assoc. 2019 May 21;8(10):e012239.

[4] Ishikawa K, Tilemann L, Fish K, Hajjar RJ. Gene delivery methods in cardiac gene therapy. J Gene Med. 2011 Oct;13(10):566-72.

[5] Mearini G, Stimpel D, Geertz B, Weinberger F, Krämer E, Schlossarek S, Mourot-Filiatre J, Stoehr A, Dutsch A,

Wijnker PJ, Braren I, Katus HA, Müller OJ, Voit T, Eschenhagen T, Carrier L. Mybpc3 gene therapy for neonatal cardiomyopathy enables long-term disease prevention in mice. Nat Commun. 2014 Dec 2;5:5515.


 

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