比较 3 种病毒载体在肾类器官中的报告表达

腺相关病毒(AAV)用于递送基因,但载体本身对肾组织的影响也需要评价。美国 Mass General Brigham 与 Harvard Medical School 团队在 Signal Transduction and Targeted Therapy 报告了一项肾类器官试验,用荧光报告、空间表达和损伤标志比较递送与组织反应。

团队从分化第 21 天开始接触带绿色荧光蛋白报告的 AAV2、AAV8 或 AAV9。AAV2 的荧光主要见于近端和远端小管相关细胞,阳性比例分别约为 46.2% 和 45.8%;间充质、内皮和足细胞相关区域的比例较低。AAV8 与 AAV9 在同一模型中的递送很少。

报告基因递送成功,目标基因编辑仍未得到明确证实

研究进一步用双 AAV2 载体递送 Cas9 与向导 RNA,尝试删除抗肌萎缩蛋白基因 DMD 的一段序列。Cas9 信号在近端小管相关细胞中较明显,递送比例约为 47.2%。

但 H9 胚胎干细胞与 BJFF 人诱导多能干细胞(iPSC)衍生类器官的 DNA 检测没有显示目标位点编辑产生的明确错配信号,平行 HK-2 细胞中则可检测到约 50% 编辑。类器官的 DMD 转录本本来就很少,其相关表达下降也未达到显著性。空载体与编辑载体的损伤比较,可进一步帮助判断载体接触本身的影响。

近端小管出现 DNA 损伤与炎症相关变化

空间转录分析使用 1,486 条探针覆盖 496 个基因,比较递送后不同细胞区域的表达。近端小管相关细胞出现纤维化、细胞衰老及核因子 κB(NFκB)炎症信号相关变化;带编辑元件与空载体处理都出现相近的损伤特征。

免疫染色显示 DNA 损伤标志 γH2AX、细胞周期抑制蛋白 CDKN1A 和 NFκB 相关蛋白 RELA 增加,培养液中白细胞介素 1β 和 6 也升高。作者提出,病毒基因组进入和脱壳可能启动细胞的 DNA 损伤反应;具体触发环节仍属于待检验的机制解释。

AAV 在肾类器官中的递送、基因编辑检测、损伤标志,以及 bardoxolone 干预后的比较。

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AAV 在肾类器官中的递送、基因编辑检测、损伤标志,以及 bardoxolone 干预后的比较。(Navin Gupta et al. / Signal Transduction and Targeted Therapy, 2025, Fig. 1;CC BY 4.0;NLM/PMC)

同时抑制炎症信号,部分损伤减轻

干预试验在第 21–28 天同时加入 bardoxolone,抑制 IκB 激酶相关炎症信号,再追踪至第 42 天。H9 和 BJFF 两种来源的类器官中,胶原 I 相关纤维化面积减少;炎症基因表达也回落。

近端区域的衰老标志阳性比例由约 69.2% 降至 33.4%,而绿色荧光报告的递送比例没有显著下降。结果说明,在这一暴露条件下,部分损伤反应可与报告基因递送区分,为后续选择保护性处理提供了实验线索。

当前类器官缺少完整血管和滤过环境,病毒从培养液接触组织的方式,也不同于体内系统给药后的分布。模型适合比较所测血清型与具体处理条件下的组织反应;向其他载体、剂量和体内暴露情境扩展时,仍需相应验证。

来源与延伸阅读

  1. AAV for gene therapy drives a nephrotoxic response via NFκB in kidney organoids. Signal Transduction and Targeted Therapy (2025). ↗