
脑卒中(Stroke)是一类因脑血流突然中断或脑血管破裂导致脑组织损伤的急危重症,是全球第二大死亡原因,其致残率高达75%,重残比例达40%。每年有数百万患者在急性期错过再通治疗。进入慢性期(>30 天)后,患者脑组织中往往有大面积灰质和白质损伤、神经元不可逆死亡、白质脱髓鞘,形成“功能黑洞”,现有药物与康复方案疗效非常有限。如何在“既成事实”的大面积坏死区再造活性神经回路,是全球神经修复领域的核心难题。
近日,暨南大学李雯和陈功教授团队在神经科学和药理学领域国际权威期刊《CNS Neuroscience & Therapeutics》上发表了一项针对慢性期缺血性脑卒中的多轮基因治疗的研究成果,发现利用神经转录因子组合多轮靶向皮层(NeuroD1)和纹状体(NeuroD1+Dlx2)的应激性星形胶质细胞,可实现多脑区神经元再生及运动功能改善,为脑卒中患者带来了新希望。
一、研究亮点
首次证明了在慢性期(30天)通过AAV介导的转录因子基因治疗(AtN转化疗法)可以有效治疗涉及皮层和亚皮层区域(如基底节和白质区域等)的严重缺血性中风。这种疗法能够跨越传统的亚急性期(3 – 10天)限制,为慢性期中风患者提供了一种新的治疗可能性。
2. 创新性的双重转录因子与多轮次递送策略
研究团队针对大面积缺血损伤的特点,设计了区域特异性的转录因子组合策略:在受损皮层区域过表达(NeuroD1),在受损纹状体区域联合过表达(NeuroD1+Dlx2)。考虑到慢性期梗死区域较大,研究创新性地采用了两轮AAV注射策略,显著提高了转导效率和神经元再生数量。
二、主要研究结果
1. 慢性期大面积缺血性损伤的大脑中动脉闭塞(MCAO)大鼠模型
研究团队借助强效的血管收缩素Endothelin-1 在大鼠上构建了大脑中动脉闭塞模型,模拟了与人类临床高度相关的大脑皮层和基底节的大面积缺血性损伤。
2. “两轮”AAV-转录因子(TF) 递送策略
研究人员通过MRI影像学手段结合脑图谱的方式,为每只模型动物定制了精确的注射位点:在损伤皮层区域注射AAV9-GFAP::NeuroD1-P2A-GFP,在纹状体区域注射AAV9-GFAP::NeuroD1-P2A-GFP + AAV9-GFAP::Dlx2-P2A-GFP,并创新性地采用了两轮AAV载体注射策略。与单次注射相比,两轮治疗显著增加了转化神经元的数量,感觉和运动功能恢复更为明显。
3. 脑卒中症状的改善情况
神经再生:在中风慢性期(30天后),基因疗法成功地在皮层和纹状体区域再生了大量新的神经元。与单轮治疗相比,多轮治疗再生的神经元数量更多,效果更显著。
功能恢复:通过行为测试(如粘性胶带测试和圆柱测试)和[18F]FDG-PET/CT成像,研究发现基因治疗显著改善了中风大鼠的感觉和运动功能,表现为更高的胶带接触时间和更好的前肢使用率。
组织修复:基因治疗不仅促进了神经再生,还缩小了脑组织损伤区域的面积,增加了神经密度,并改善了神经血管单元的结构,减少了胶质瘢痕的形成。
白质修复:研究还发现,基因治疗能够显著改善中风后的白质损伤,不仅可以增加损伤区域的神经纤维数量,也可以增加少突胶质细胞前体的数量,减轻损伤区域脱髓鞘的病理特征。
4. 神经转录因子AAV基因疗法的作用机制
转录组测序结果显示,转录因子介导的基因治疗在早期主要通过下调炎症反应通路,而在晚期则主要通过促进突触功能的改善以及减轻胶质瘢痕的形成来实现修复。神经转录因子介导的基因治疗具有“控制炎症—神经再生—瘢痕改善”的三重修复机制。
三、总结与意义
• “双轮注射”概念,为大面积缺血病灶提供可重复给药思路。
• 同步修复灰质与白质,提示全脑网络级康复可行性。
• 研究成果奠定了 AAV-TF 组合向临床试验推进的实证基础。
本研究中使用的AAV载体信息 | |
血清型 | AAV9 |
启动子 | GFAP104(星形胶质细胞特异性) |
表达基因 | NeuroD1-P2A-GFP、Dlx2-P2A-GFP |
病毒滴度 | 1×10¹²GC/mL |
给药方式 | 脑立体定向注射 |
给药策略 | 两轮注射(间隔30天) |
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