小布tips | 病毒工具的靶向策略-心脏篇

心血管疾病（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
 

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cTNT、αMHC、Des、MLC2v等，其中cTNT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-cTnT/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：cTnT＞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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