比rAAV2-retro更高效、更全能(néng)的逆向标記血清型——新(xīn)型rAAV11

時間：2023-09-13 熱度：577

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解剖神經環路的結構、功能(néng)以及治療腦部疾病的強大載體(tǐ)是允許有(yǒu)效逆行靶向投射神經元的病毒示蹤劑，而最具(jù)潛力的候選者就是重組腺相關病毒（rAAV），它們的優勢也很(hěn)明顯，其中(zhōng)，毒性低、應用(yòng)廣泛，基因表達豐度高和宿主免疫反應小(xiǎo)等優點。目前，部分(fēn)以衣殼蛋白為(wèi)基礎的反向追蹤rAAV已經成功實現了對腦神經回路的分(fēn)析與操縱，但是對于部分(fēn)神經元連接來說，仍然存在腦區(qū)選擇性差、反向傳導效率不高。

中(zhōng)科(kē)院徐富強團隊對系列工(gōng)具(jù)病毒進行了改造和篩選，來彌補這類工(gōng)具(jù)的不足，新(xīn)的高效逆行靶向投射神經元的重組腺相關病毒rAAV11問世，在2022年1月發布《AAV11 permits efficient retrograde targeting of projection neurons》一文(wén)，相較rAAV2-retro血清型，rAAV11在一些腦區(qū)具(jù)備更優的逆行标記效率。

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圖1 | DOI：10.1101/2022.01.13.476170

rAAV11介導有(yǒu)效的神經元轉導

為(wèi)評價rAAV11的感染效應，我們将rAAV11-EF1α-EGFP注入到小(xiǎo)鼠的尾狀核殼（CPu），并對其進行了立體(tǐ)定位。結果顯示，該病毒在注射部位和前後兩側都有(yǒu)明顯的熒光，并在它的上遊腦區(qū)有(yǒu)明顯的細胞結構（見圖2）。提示rAAV11作(zuò)為(wèi)一種很(hěn)好的逆向示蹤病毒，能(néng)夠被神經突起的末端吸附，并被其侵染。

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圖2|AAV11高效逆行，神經元示蹤

rAAV11不表達出順行跨突觸特征

部分(fēn)AAV血清型（如AAV1、AAV9 ）具(jù)有(yǒu)跨突觸順行傳遞特性。然而，将rAAV11在視皮層（V1）進行驗證時，卻沒有(yǒu)在其下遊腦區(qū)找到相對應的信号分(fēn)子，提示rAAV111的傳播并非通過順行傳遞而來。

圖3|注射位點V1腦區(qū)的下遊未見紅色熒光信号。

rAAV11可(kě)用(yòng)于功能(néng)網絡監測

在此基礎上,我們将研究rAAV11的多(duō)種功能(néng)因子在神經細胞中(zhōng)的作(zuò)用(yòng)。所有(yǒu)的功能(néng)因子都可(kě)以在rAAV11中(zhōng)發揮作(zuò)用(yòng)。這一結果提示，重組rAAV11可(kě)能(néng)是一種潛力的神經功能(néng)監控方法。

rAAV11可(kě)高效轉導星形膠質(zhì)細胞

某些血清型的AAV不能(néng)靶向膠質(zhì)細胞，或效果不佳。在此基礎上，申請者将GfaABC1D基因導入rAAV11，利用(yòng)該基因導入小(xiǎo)鼠體(tǐ)内，通過體(tǐ)外實驗驗證該基因導入小(xiǎo)鼠星型膠質(zhì)細胞，能(néng)夠有(yǒu)效、特異性地殺傷小(xiǎo)鼠新(xīn)型膠質(zhì)細胞，從而為(wèi)小(xiǎo)鼠星型膠質(zhì)細胞的研究提供新(xīn)的思路和方法。

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圖5|rAAV11高效且高特異性星形膠質(zhì)細胞

總結

rAAV11除了具(jù)有(yǒu)高效率的反向示蹤功能(néng)外，還具(jù)有(yǒu)多(duō)種功能(néng)單元（如Cre重組酶、Cre敏感的功能(néng)性分(fēn)子），可(kě)實現對神經元活性的實時監控。更重要的是，rAAV11還具(jù)有(yǒu)對星形膠質(zhì)細胞的高特異性、高效率的靶向性。

因此，rAAV11在基因治療，神經環路結構與功能(néng)解析，以及神經退行性疾病的神經環路機制等方面有(yǒu)着廣泛的應用(yòng)。