1、研究背景
基因治疗作为现代医学的前沿领域，其载体的选择至关重要。AAV(腺相关病毒)因其高效、低免疫原性等优点，被广泛应用于体内基因治疗。特别是AAV9血清型，因其心脏亲和性，常被用于心脏疾病的基因治疗。然而，AAV9-Tnnt2载体在非靶器官，如肝脏的基因表达泄漏问题，限制了其在临床应用的安全性和有效性。
近日，北京大学基础医学院郭宇轩研究员团队在Circulation杂志上发表的研究，为我们提供了解决这一问题的新思路。该研究发现，通过在AAV9-Tnnt2载体的3′-UTR引入miR122的靶向序列（miR122TS），可显著降低肝脏中的基因表达泄漏，从而提高心脏特异性。
2、技术亮点
01、组织特异性评估
通过Cre-LoxP和CRISPR/Cas9技术，研究证实了AAV9-Tnnt2载体在肝脏中存在广泛的低水平泄漏表达。
02、miR122TS介导的肝脏去靶
利用miR122在肝脏中的特异性高表达，通过在载体中引入miR122TS，有效降低了肝脏的基因泄漏表达。
03、心脏疾病模型验证
将优化后的AAV载体应用于心梗小鼠模型，证实了其在改善心脏功能方面的显著效果，同时避免了对肝脏的额外损伤。
3、研究结果
研究团队首先对AAV9-Tnnt2载体的组织特异性进行了评估。他们利用两种基因表达载体——AAV9-Tnnt2-GFP和AAV9-Tnnt2-Cre，并结合高灵敏度的Cre-LoxP系统以及基因报告小鼠模型，揭示了AAV9-Tnnt2载体在肝脏中存在显著的非特异性表达。此外，通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，研究者们进一步确认了在使用该技术进行心脏疾病相关靶点Camk2d的基因编辑时，同样观察到AAV9-Tnnt2载体在肝脏中的泄漏表达。
为了解决这一问题，研究者们采用了MicroRNA-122(miR122)，一种在肝脏中特异性高表达的microRNA，通过在其靶向序列(miR122TS)中引入AAV9-Tnnt2载体的3′-UTR，成功降低了肝脏中的基因泄漏表达和编辑，同时保持了肝脏内源基因表达的稳定性。
腺嘌呤单碱基编辑器(ABE)作为一种心血管疾病治疗的有力工具，已被Eric Olson实验室用于心肌缺血模型，实现了心肌保护。本研究中，研究者们在AAV-ABE载体的3′-UTR中引入miR122TS，证实了这一优化策略能显著减少ABE在肝脏中的非特异性表达和编辑。通过尾静脉注射至心梗模型小鼠，优化后的AAV-ABE载体不仅显著提升了心脏功能，而且避免了对肝脏的额外损伤。
综合本研究的发现，AAV9-Tnnt2载体在肝脏中普遍存在低水平的非特异性表达，这一现象在对低表达基因的高灵敏度检测中尤为明显。研究团队通过在AAV载体的3′-UTR区域引入miR122的靶向序列(miR122TS)，有效降低了肝脏中的基因泄漏，这一策略被证实是提高心肌细胞特异性体内基因编辑的关键技术。这项研究不仅为AAV9-Tnnt2载体的肝脏泄漏问题提供了有效的解决方案，也为心脏疾病的基因治疗提供了新的策略，有望推动基因治疗在心脏研究领域的进一步发展。
北京大学基础医学院2021级博士生杨璐梓和刘占钊是本研究的共同第一作者。郭宇轩研究员是本研究的通讯作者。本工作获得了波士顿儿童医院William Pu教授、北京大学崔庆华教授、华西附二院李一飞/郑焱江教授、安贞医院高霏教授、阜外医院陈亮教授、上海大学周平主教授和北京协和医院胡晓敏教授的大力支持与合作。本研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划和北京市科技新星计划的资助。
派真生物很荣幸能为该研究提供AAV病毒包装服务，为实现心脏特异性的基因治疗提供研究工具。派真生物多年专注于AAV包装服务，已经为20多个国家的客户提供上万批次的AAV定制样品。在这个充满热情的618购物节，派真生物特别推出了“派真618科研盛典”，为科研用户带来前所未有的优惠体验。
原文链接：
https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.123.065438
