心脏研究专用 AAV

心力衰竭是一种慢性进行性疾病，目前科学家正在研究使用基因疗法治疗心力衰竭。基因治疗能够将基因的正常拷贝放入细胞，从而改变细胞的工作方式，达到治愈目的。为了将基因插入细胞，基因疗法使用载体将基因放入细胞。

AAV病毒载体是极具应用前景的基因给药工具。野生AAV被认为是非致病性的，感染个体后产生的免疫应答水平极低，无法自行复制，需依赖于与腺病毒或疱疹病毒的共同感染才能复制。

重组AAV载体自身只需携带一个顺式元件，ITR，就能生产出重组AAV颗粒。由于缺乏 Rep 基因，重组 AAV 病毒基因组不整合宿主基因组，以染色体外形式长期存在，在非分裂细胞（如心肌细胞）中也能实现治疗性蛋白的持久表达，安全性极高^[1]。另外，多种血清型 AAV 对心肌细胞具有良好嗜性。

载体家长期致力于高质量的 AAV 载体构建、AAV 病毒包装，旨在让您的研究更高效。

ssAAV vs.scAAV

与传统的单链（single-stranded，ss）基因组AAV 载体相比，自我互补（self-complementary，sc）AAV载体具有更高的转导效率和更快的转导动力学。ssAAV 载体通过宿主介导的 DNA 合成方式转化为活性的双链DNA形式。因此，双链 DNA的生成是 ssAAV载体转导中的限制步骤。由于基因组只能使用一半，scAAV 适合作为小基因的载体^[2]。载体家提供 ssAAV、scAAV 两种 AAV 载体构建以及病毒包装服务。

心肌嗜性 AAV 血清型

载体家提供的 AAV血清型多达 18 种 : 1-9、6.2、rh10、DJ、DJ/8、PHP.eB、PHP.S、AAV2-retro、AAV2-QuadYF、AAV2.7m8。

不同的血清型具有相似的结构和大小。然而，由于衣壳蛋白的结构不同，它们具有不同的嗜性。AAV1、6、8 和 9 是最常用心脏血清型。其中，AAV9 被认为心脏基因递送的最有效血清型^{[2, 3]}。我们对 AAV6 和 AAV9 进行了心肌转导测试，效果如下图。

载体家测试 AAV6-CMV-EGFP 和 AAV9-CMV-EGFP 转导小鼠心肌细胞心脏切片。尾静脉注射，注射量：1.51 x 10¹¹ vg/g。

心肌特异性启动子

载体家不仅提供广泛表达启动子，如 CMV、EF1A、EFS、CAG、CBh 等，还能提供 cTnT 和αMHC 两种常用的心肌特异性启动子，帮助您高效构建 AAV 载体。

启动子名称	描述	组织嗜性	细胞嗜性
cTnT	Chicken cardiac troponin T promoter	Heart	Cardiomyocytes
αMHC(long)	Mouse α-cardiac myosin heavy chain promoter (5.4 kb)	Heart	Cardiomyocytes
αMHC(short)	Mouse α-cardiac myosin heavy chain promoter (2.8 kb)	Heart	Cardiomyocytes

心肌病毒递送方法

简单	优点	不足
外周静脉注射（Peripheral intravenous injection）	非侵入性简单	载体被稀释在非靶器官表达低心肌转导率
冠状动脉顺行性注射（Antegrade coronary injection）	临床相关侵入性较少	低转导率较难递送到缺血区域
冠状动脉逆行性注射（Retrograde coronary injection）	高转导效率	需要阻断逆向血流
主动脉钳夹（Aortic clamping）	高转导效率	高侵入性
心肌内直接注射（Direct intramyocardial injection）	无内皮屏障无肝、脾的首过效应（First-pass eﬀect） T 细胞触发的炎症较低不受中和抗体影响心内膜心肌注射侵入性较小	使用手术递送载体的侵入性最高沿针迹的组织损伤由于注射区域有限，导致目的区域存在不能完全覆盖的可能性由于注射部位泄漏，导致载体递送受限
心包注射（Pericardial injection）	侵入性最小载体有可能性实现高浓度和长时间的存在载体几乎无全身分布	转导主要在心包细胞中，而在心肌细胞中非常有限非靶向器官的转导可能会使注入的药物渗入胸腔在将来的临床应用中，心包炎或先前的心血管手术后导致难以应用

研究案例

小鼠 Mybpc3 基因治疗有助于长期预防肥厚性心肌症

Mybpc3 移码突变是造成肥厚性心肌症的遗传因素。Mybpc3 纯合敲入突变（KI）小鼠颞静脉注射 AAV9-Mybpc3 （每组剂量为 1 × 10¹¹、3 × 10¹¹、1 × 10¹² 和 3 × 10¹² vg）进行 Mybpc3 增强表达，34 周后测量心脏收缩功能（dP/dtmax）和舒张功能（dP/dtmin）。1 × 10¹² vg 以上剂量能较好恢复心肌功能。最右图为转导 AAV9-Flag-Mybpc3 后 34 周从小鼠分离的心脏组织切片，使用 anti-Flag 和 anti-α-actinin 抗体 IHC 染色，对比对照组显示 AAV9-Flag-Mybpc3 的转导和表达效果。

References

[1] Chamberlain K, Riyad JM, Weber T. Cardiac gene therapy with adeno-associaed virus-based vectors. Curr Opin Cardiol. 2017 May;32(3):275-282.

[2] Katz MG, Fargnoli AS, Weber T, Hajjar RJ, Bridges CR. Use ofAdeno-Associated Virus Vector for Cardiac Gene Delivery in Large-Animal Surgical Models of Heart Failure. Hum Gene Ther Clin Dev. 2017 Sep;28(3):157-164.

[3] Kieserman JM, Myers VD, Dubey P, Cheung JY, Feldman AM. Current Landscape of Heart Failure Gene Therapy. J Am Heart Assoc. 2019 May 21;8(10):e012239.

[4] Ishikawa K, Tilemann L, Fish K, Hajjar RJ. Gene delivery methods in cardiac gene therapy. J Gene Med. 2011 Oct;13(10):566-72.

[5] Mearini G, Stimpel D, Geertz B, Weinberger F, Krämer E, Schlossarek S, Mourot-Filiatre J, Stoehr A, Dutsch A, Wijnker PJ, Braren I, Katus HA, Müller OJ, Voit T, Eschenhagen T, Carrier L. Mybpc3 gene therapy for neonatal cardiomyopathy enables long-term disease prevention in mice. Nat Commun. 2014 Dec 2;5:5515.

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