CLN2 视网膜芯片的基因递送与蛋白沉积评价
将患者诱导多能干细胞（iPSC）来源视网膜类器官与色素上皮及灌流结合，比较腺相关病毒载体 AAV9.hCLN2 对三肽基肽酶 1（TPP1）表达和线粒体 ATP 合酶 C 亚基（SCMAS）沉积的作用。
用途与模型
- 研究用途
- 评价眼部基因递送的体外剂量反应及培养环境影响，结合离芯片模型研究治疗时机。
- 模型与细胞来源
- 由 GM16485、GM16486 患者成纤维细胞重编程获得的 CLN2 iPSC（GM27465*A、GM28380*B），以及健康来源细胞；健康对照为 2 位供者的 3 条 iPSC 系。视网膜类器官和 iPSC 分化的视网膜色素上皮（RPE）分别建立。
- 方法版本
- 2025 年原研究版本
- 实验形式
- RPE 每孔 15,000 个细胞，预培养 2 周后加载第 123 天类器官；组织室约 27 μL、透明质酸凝胶支撑，以 40 μL/h 灌流。
材料与平台
- 病毒与芯片剂量
- AAV9.hCLN2 携带人 TPP1；按病毒基因组（gc）计，芯片剂量为 6.5 × 10⁹、6.5 × 10¹⁰、2.167 × 10¹¹ gc/孔，处理 28 天。
- 离芯片比较
- 类器官给药 5 × 10⁹、5 × 10¹⁰、1.67 × 10¹¹ gc/个；第 88/123 天给药后观察 35 天，第 260 天给药后观察 21 天。AAV9.Null 作载体对照。
- 检测
- 免疫染色定量 TPP1、SCMAS；电化学发光免疫测定培养液中的 TPP1；小体积 384 孔和 RPE 预转导另作条件比较。
测量指标与分析
- 组织 TPP1 荧光强度
- SCMAS 沉积信号
- 培养液 TPP1 蛋白浓度
- 剂量及治疗时机反应
芯片和离芯片各自按相应健康模型归一化。Figure 7 图像按选定区域定量；培养液重复采样与类器官图像分别分析。不同培养体积与给药时长的实验分开比较。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 第 123 天类器官在芯片与离芯片培养中接受 3 档按细胞数调整的病毒剂量。
- 测试范围
- Figure 7：CLN2-1 为 10–11 个类器官，CLN2-2 为 8 个；CTRL1/2 为 16/14 个。芯片 RPE 图像每个患者模型 1 孔、健康对照 4 孔。
- 参照体系
- 各环境未处理与健康对照，以及各自剂量梯度。
- 研究结果
- 芯片最低剂量 TPP1 超过健康对照 2 倍，SCMAS 降至接近对照；最低剂量培养液 TPP1 至少为芯片健康对照 100 倍，离芯片约为各自对照 2 倍。
适用条件与研究局限
- 类器官和重复培养液采样来自有限细胞系，未完成独立患者结局验证。
- 芯片观察 28 天，离芯片对应组 35 天；病毒绝对剂量随 RPE 增加而调整。
实验条件比较
- 研究设计
- 离芯片类器官比较沉积前、沉积初期和较晚阶段给药。
- 测试范围
- 2 个患者来源模型的类器官重复。
- 参照体系
- 同阶段健康/未处理与 AAV9.Null 对照。
- 研究结果
- 早期给药预防或减少 SCMAS；第 260 天中剂量 TPP1 约为对照 55%，沉积减少但未完全恢复。
适用条件与研究局限
- 未出现明显感光细胞丢失，当前模型偏向早期沉积病理。
- RPE 预转导后未恢复类器官 TPP1，RPE 贡献机制仍待拆分。
- 完整免疫环境和视功能终点未测试。
来源与原文
- Recreating pathophysiology of CLN2 disease and demonstrating reversion by TPP1 gene therapy in hiPSC-derived retinal organoids and retina-on-chip原始研究 · Cell Reports Medicine · 2025-07-23