2019年8月19日，Nature子刊Nature Communication（影響因子11.878）發(fā)表了“發(fā)育與疾病相關(guān)基因”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（參加單位）名為”AAV-ie enables safe and efficient gene transfer to inner ear cells”的文章。我院柴人杰教授實(shí)驗(yàn)室的博士生齊潔玉為本文的共同第一作者，柴人杰教授為本文的共同通訊作者。
聽(tīng)力損失是一種常見(jiàn)的感覺(jué)缺陷，影響了全世界約6.8%的人口。超過(guò)半數(shù)的遺傳性耳聾是由于毛細(xì)胞或支持細(xì)胞的基因突變?cè)斐傻?。目前臨床上對(duì)于遺傳性耳聾的治療除了佩戴助聽(tīng)器和人工耳蝸植入尚無(wú)其他有效手段，基因治療已成為治療某些遺傳性耳聾的可能策略。腺相關(guān)病毒（adeno-associated virus，AAV）作為基因治療的載體，對(duì)長(zhǎng)期基因矯正和基因治療具有一定優(yōu)越性，在治療遺傳性耳聾有很大潛能。目前已知的AAVs中，Anc80L65對(duì)毛細(xì)胞有較高的感染效果。對(duì)于支持細(xì)胞，已發(fā)現(xiàn)的AAVs對(duì)其感染率都較低。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型高效感染內(nèi)毛細(xì)胞和耳支持細(xì)胞的AAV病毒---AAV-ie。通過(guò)插入不同的CPPs，生成一系列合理設(shè)計(jì)的AAV載體。我們構(gòu)建了一種新型病毒AAV-ie。體外耳蝸組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證明，相較于其它血清型的AAV病毒，AAV-ie對(duì)支持細(xì)胞的感染率能夠達(dá)到90%。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，我們利用圓窗注射將AAVs注射進(jìn)入內(nèi)耳中，相較于其它血清型的AAV病毒，AAV-ie對(duì)支持細(xì)胞的感染率最高，能夠達(dá)到74%。掃描電鏡和ABR實(shí)驗(yàn)證明，AAV-ie的注射并不影響正常小鼠的耳蝸結(jié)構(gòu)和聽(tīng)力。除此以外， AAV-ie對(duì)螺旋神經(jīng)元和前庭上皮組織有很高的感染率。更為重要的是，在成年小鼠中，圓窗注射AAV-ie能夠感染毛細(xì)胞和支持細(xì)胞。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)AAV-ie對(duì)培養(yǎng)的人類橢圓囊上皮組織有很高的感染率。綜上，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)策略，我們發(fā)現(xiàn)了一種新的AAV載體，即AAV-ie，它能夠安全高效地感染小鼠內(nèi)耳支持細(xì)胞，并進(jìn)一步驗(yàn)證AAV-ie作為臨床使用的基因轉(zhuǎn)移載體在成年小鼠中的有效性。鑒于部分耳聾基因主要影響支持細(xì)胞功能，而支持細(xì)胞具有再生毛細(xì)胞的能力，因此AAV-ie不僅有望修復(fù)遺傳缺陷，而且有望促進(jìn)毛細(xì)胞的再生，為遺傳耳聾的基因治療奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
該工作受到中國(guó)科學(xué)院“器官重建與制造”A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究重點(diǎn)，國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，中組部青年****，霍英東教育基金，全球20強(qiáng)藥企德國(guó)Boehriger Ingelheim公司橫向項(xiàng)目等的資助。
圖一 AAV-ie高效感染小鼠耳蝸支持細(xì)胞
