Biomedicines研究发现腺病毒和腺相关病毒载体可高效转导肺类器官

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攻克囊性纤维化有新招！Biomedicines研究发现腺病毒和腺相关病毒载体可高效转导肺类器官* E3 o" ]1 l; {( L6 t9 M
来源：生物谷原创 2025-05-13 10:47  O- J5 B6 v, T0 E
本研究发现重组腺病毒5型和重组腺相关病毒6型、9型能高效转导人诱导多能干细胞来源的肺类器官，且对基底和分泌细胞具有高嗜性，为囊性纤维化基因治疗奠定了基础。1 U0 t& F4 t; w* H* \) k0 Y
在现代医学不断探索攻克疑难病症的征程中，囊性纤维化（CF）这一严重的遗传性疾病，始终是众多科研人员关注的焦点。CF由CFTR基因突变引起，以常染色体隐性方式遗传。多年来，全球科研团队致力于开发针对CF的基因疗法，却因各种难题，至今尚无相关基因治疗药物获批临床使用。5 E$ o1 A/ r& ~. U3 u* J
近期，发表于Biomedicines的一项研究Lung Organoids from hiPSCs Can Be Efficiently Transduced by Recombinant Adeno-Associated Viral and Adenoviral Vectors，为CF基因治疗带来了新的曙光。该研究聚焦于重组腺病毒（rAdV）和腺相关病毒（rAAV）载体，探索其在将转基因递送至肺类器官（LOs）方面的潜力，旨在为未来CF基因治疗的发展奠定基础。0 _% X* j; j# L6 y+ @: x+ J+ d
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肺类器官作为一种源自患者活检材料或干细胞的三维异质细胞结构，能在体外模拟原始组织的功能和表达谱，是极具前景的临床前研究模型。不过，由于类器官培养的特殊基质以及体内存在的多种屏障，使得病毒载体对类器官的转导面临诸多挑战。此前，关于肺类器官转导的研究较少，本研究便着重评估了不同血清型的腺病毒和腺相关病毒载体对源自诱导多能干细胞（hiPSC）的肺类器官的转导效果。
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( p' y1 w" T' L* M$ s; P! A图 1：使用重组腺相关病毒（rAAV）和重组腺病毒（rAdV）载体转导肺类器官（LOs）的示意图( T' u* G% y. Z
研究人员使用了来自健康供体（LOs-WT）和CF患者（LOs-CF）的hiPSC分化得到的肺类器官，并选用了对人类呼吸道细胞具有嗜性的重组病毒载体，包括rAdV血清型5和rAAV血清型5、6、9，以荧光报告基因作为标记进行转导实验。实验采用了三种转导方案，充分考虑了肺类器官在特定基质中培养的特性，涵盖了从基质中提取类器官和不提取类器官两种情况。
: j7 k0 Y  p& N0 D" E" y; i! [) q在rAAV载体转导实验中，研究结果令人瞩目。rAAV6和rAAV9表现出极高的转导效率。对于LOs-WT，rAAV6在三种转导方案下，当感染复数（MOI）为1×1010类器官时，约80%的细胞呈GFP阳性；rAAV9在方案2和3下，GFP阳性细胞比例最高可达约60%，而方案1的转导效率较低，仅为33%。在LOs-CF中，rAAV6和rAAV9在方案2和3下的转导效率同样出色，rAAV6的GFP阳性细胞比例分别为88%和84%，rAAV9为46%和35%。相比之下，rAAV5的转导效率较低，在MOI为1×1010类器官时，GFP阳性细胞比例不超过8%。而且，研究发现rAAV9在方案1（不提取类器官）和方案2、3（提取类器官）之间的转导效率差异显著，这可能与基质蛋白和AAV9衣壳表面蛋白的结合有关。% T/ ~4 J# w: a" i' o1 i% D% v" W
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图 2：使用rAAV载体转导野生型肺类器官（LOs-WT）的效率- V: _) g/ w( ^4 o+ N0 W  Q
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图 3：使用三种不同感染方案对囊性纤维化患者来源的肺类器官（LOs-CF）的转导效率
9 ]3 y; A! G& z. K  |3 mrAdV5载体转导实验中，研究人员通过实验筛选出了合适的感染剂量，并发现使用方案2（提取、转导后再插入基质）在感染复数为4×106时，LOs-WT和LOs-CF的mCherry阳性细胞比例最高，分别达到31%和26%。进一步对转导细胞类型的分析表明，rAAV9和rAdV5对肺类器官的基底细胞和分泌细胞具有明显的细胞嗜性。其中，rAAV9转导时，基底细胞标记物TP63阳性细胞中有92.6%、分泌细胞标记物SCGB3A2阳性细胞中有81%呈GFP阳性；rAdV5转导时，TP63阳性细胞中有91.8%、SCGB3A2阳性细胞中有98.8%呈mCherry阳性。
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图 4：使用两种转导方案，rAdV对LOs-WT和LOs-CF的剂量依赖性转导效率
- e2 L5 f+ F- Q9 r综上所述，这项研究明确了rAdV血清型5和rAAV血清型6、9对肺类器官基底细胞和分泌细胞具有高嗜性，能够高效地将转基因递送至这些细胞。这一成果为CF等单基因肺部疾病的基因治疗开发提供了重要的理论依据和实践基础，让我们在攻克囊性纤维化等疑难病症的道路上又迈出了坚实的一步，也为未来基因治疗领域的发展带来了新的希望。相信随着研究的不断深入，这些研究成果将逐渐从实验室走向临床，为广大患者带来真正有效的治疗方案。（生物谷Bioon.com）
) T$ z8 @2 Q  k. s7 v9 l; Z7 X参考文献：
: J0 @1 N; }+ Q( s- [1 ~0 nBelova L, Demchenko A, Erofeeva A, et al. Lung Organoids from hiPSCs Can Be Efficiently Transduced by Recombinant Adeno-Associated Viral and Adenoviral Vectors. Biomedicines. 2025;13(4):879. Published 2025 Apr 4. doi:10.3390/biomedicines13040879
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