新血清型AAV-X1.1,靶向嚙齒類動物中樞血管內皮細胞的選擇,同時也靶向靈長類動物中樞的優選(上篇)-技術前沿-資訊-生物在線

新血清型AAV-X1.1,靶向嚙齒類動物中樞血管內皮細胞的選擇,同時也靶向靈長類動物中樞的優選(上篇)

作者:上海吉凱基因醫學科技股份有限公司 2023-12-01T00:00 (訪問量:27611)



Result 5: X1.1載體可以將腦內皮細胞轉化為一個生物工廠,用于將分泌的蛋白質輸送到大腦

?

血管在腦區各個角落的分布,使腦血管內皮細胞稱為“生物工廠”成為可能。

SPARCL1/Hevin基因的下調或錯義突變在許多神經系統疾病中都有報道,如自閉癥、精神分裂癥和抑郁癥。在發育中的小鼠視覺皮層中,Hevin對于丘腦皮質連接的形成和可塑性是特別需要的。Hevin基因敲除小鼠(Hevin KO)在出生后的前三周和成年后都表現出明顯的谷氨酸偶體轉運蛋白2陽性(VGluT2+)丘腦皮質突觸的缺失(Figure 4E)。為了確定腦內皮細胞異位表達Hevin是否可以挽救Hevin-KO小鼠的缺陷,作者使用AAV9-X1.1-CAG-Hevin-EGFP的載體,尾靜脈注射Hevin-KO小鼠,3周后,結果顯示:在腦內皮細胞中,Hevin蛋白穩健而特異性的表達(Figure 4F)。結果表明,由腦內皮細胞產生和分泌的Hevin能夠模擬內源性Hevin功能,挽救Hevin-KO小鼠嚴重缺乏的丘腦皮質突觸形成。因此,該系統說明了Hevin相關疾病的潛在治療策略。

?

Result 6: X1載體家族在體外有效地轉導人腦內皮細胞

AAV9-X1感染內皮細胞(HBMECs)在MOI為3*104時,X1轉導了42%的HBMEC,比親本AAV9高180倍。進一步設計的版本X1.1和X1.2分別轉導了44%和53%的HBMEC。

?

Result 7: X1.1有效地轉導體外培養的獼猴和人腦切片

AAV9-X1在HBMECs中的強大表現促使我們研究它們在系統中的功效,該系統可能更好地模擬非人靈長類動物體內條件。因此,作者轉向體外腦切片培養系統(Figure 5B)。這些切片是從靈長類動物(長尾獼猴,Macaca Nemestrina)的大腦中新鮮提取的,并在體外培養。

7-10天后,我們從組織中提取DNA和RNA,并使用下一代測序(NGS)計算組織中AAV庫中變體的富集程度。與AAV9相比,X1.1的DNA和RNA分別增加了4倍和25倍。值得注意的是,在離體腦切片中,X1.1誘導的蛋白表達主要見于神經元。結果說明:X1.1在獼猴和人類離體切片中的強勁表現(Figure 5F)表明,該衣殼在未來的轉化中具有巨大的潛力。


Result 8: X1.1在靜脈給藥后有效靶向恒河猴的中樞神經系統

完成了AAV9-X1.1在離體NHP和人腦模型中轉導效率的驗證后,作者進行了猴的體內實驗。作者同時測試了AAV9-CAG-EGFP與AAV9-X1.1-CAG-EGFP,兩種載體在新生恒河猴,每只猴5E+13vg/kg,表達4周后,作者觀察到與AAV9相比,X1.1在包括皮層、舌回(LG)、海馬和小腦在內的大腦區域有較強的表達(Figure 6B),進一步的免疫組化染色顯示,皮層中約98%的X1.1轉導細胞是神經元,而一小部分靶向細胞是內皮細胞或膠質細胞(Figure 6D、E)。X1.1的神經元轉導比AAV9高約45倍(Figure 6F)。

新生獼猴中X1.1的嗜神經譜與嚙齒動物中X1.1的嗜內皮細胞譜之間的差異開辟了潛在的應用,并強調了跨物種分析AAV載體的必要性。這些實驗表明,新的衣殼AAV-X1.1可以有效地轉導舊大陸猴幼猴的中樞神經系統,使其成為研究神經系統疾病的潛在有用載體。

?

?小 結

本文講解了一款新載體AAV-X1.1,尚未搭配內皮細胞的特異性啟動子的時候,就已經展現出強勁的血管內皮細胞的精準靶向性。后續的吉凱內部測試中,如果新載體AAV-X1.1,搭配上特異性啟動子(TIE或ICAM2),相信會有更好的效果。此外,作者還通過更換血清型,解決了中和抗體,影響AAV二次給藥的難題。

目前吉凱基因正在生產AAV-X1.1的試用裝,內部測試后,將會推廣給老師們使用。

?

[參考文獻]:

1. Chan, K. Y. et al. Engineered AAVs for efficient noninvasive gene delivery to the central and peripheral nervous systems. Nat. Neu- rosci. 20, 1172–1179 (2017).

2.Ravindra Kumar, S. et al. Multiplexed Cre-dependent selection yields systemic AAVs for targeting distinct brain cell types. Nat. Methods 17, 541–550 (2020).

3.sakova, A., Fehlmann, T., Keller, A. & Quake, S. R. A mouse tissue atlas of small noncoding RNA. Proc. Natl Acad. Sci. USA 117, 25634–25645 (2020).

上海吉凱基因醫學科技股份有限公司 商家主頁

地 址: 上海市浦東新區張江高科技園區愛迪生路332號

聯系人:

電 話: 4006210302

傳 真:

Email:service@genechem.com.cn

相關咨詢
ADVERTISEMENT