经济、快速、高效的细胞类型靶向腺相关病毒载体

近日，瑞士巴塞尔分子与临床眼科研究所（IOB）的研究人员开发了一个包含230个腺相关病毒载体（AAV）的文库，每个载体都有不同的合成启动子。这些AAV可以特异性地在小鼠和非人类灵长类动物的视网膜、以及体外培养的人类视网膜的神经元和胶质细胞中表达。这个文库是在线的，可用于搜索由AAV标记的细胞类型。在小鼠、非人灵长类和人类中具有基础研究和转化研究的不同潜力。

将基因定位于特定的神经元或胶质细胞类型对理解和修复大脑回路都很有价值。AAV常用于基因递送，主要因为它在人类的基因治疗中是安全的，并能够在目标细胞中高效、持久的表达转入的基因。然而，针对特定细胞类型的基因表达仍是一个尚未解决的问题。

“我们能够经济、快速和高效地在多个物种中靶向不同的细胞类型，用于基础科学研究和基因治疗。我们的AAVs可以有效地靶向小鼠、非人灵长类和人类不同的神经元和胶质细胞类型。AAV亚型在记录或调节细胞类型活动的基础研究中非常有用，它们也适用于针对细胞类型特异性人类疾病（如视网膜色素变性和黄斑变性）的基因治疗转化研究。”该研究的第一作者、IOB分子研究中心病毒平台负责人Josephine Juttner说。

虽然该系统目前不能靶向选定的细胞类型，但它可以通过选择合成启动子优先靶向视网膜内外的细胞类型。ProC合成启动子组在物种间大多会保持其选择性，这对转化应用尤其适用。

靶向细胞类型调控脑功能以及细胞类型特异性的基因替换是治疗人类疾病的主要修复策略。尽管细胞类型靶向技术在基础研究和转化研究中都非常重要，但这项技术目前大多数都依赖于转基因动物。无论是感知或调节大脑功能的基因工具，还是允许遗传工具有条件表达的酶，都来自动物的基因组。这限制了它们的适用性：细胞类型靶向策略中的转基因成分使其无法在人类中应用，也限制了其在临床前、非人类灵长类研究中的应用范围，并使其在小鼠等模型生物中的应用变得复杂。而转基因非人类灵长类和小鼠的开发既昂贵又缓慢。此外，在小鼠中优化细胞类型靶向载体也不太可能实现靶向人类相同细胞类型的最佳效果。

而新的AAV载体库和方法允许在体外培养的人类视网膜中测试细胞类型靶向效果。IOB分子和临床研究团队已经表明，这显著增加了相同载体在体内针对所需细胞类型的可能性。

培养死后的人类大脑部分，如视网膜或大脑切片，结合细胞类型靶向AAVs，可以更好地了解细胞类型在人脑回路中的组织和功能。值得注意的是，视网膜研究用光遗传学工具靶向光感受器，用基因编码的活动传感器靶向其他细胞类型。虽然失去了光的自然输入，但恢复光感受器的感光能力，可能会允许科学家在在细胞类型和神经回路层面长达数月地研究人类视网膜内的计算指令，使人类视网膜成为一个简单的、与转化相关的研究模型系统。

此外，研究结果还表明，在小鼠中，缺乏AAV表达的某一特定细胞类型或群体，可以很好地代表具有相同情况的人细胞类型。因此，在小鼠身上进行的研究可以用来排除将在人类身上进行测试的AAV载体。

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编译：花花 

审稿：阿淼 

责编：张梦

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