上一期小V和大家一起学习了关于rAAV在肺部实验中的启动子、血清型以及注射方式的选择策略（『干货篇』AAV在肺部应用中的靶向策略），今天我们将和大家一起通过几个具体案例深入了解一下关于AAV在肺部研究中的应用策略。
维真生物AAV注射肺部案例展示
原文链接：https://respiratoryresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12931-021-01757-1
哮*（Asthma）是由多种细胞（如嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞、气道上皮细胞等）和细胞组分参与的慢性炎症性疾病，常伴随有气道炎症、气道高反应性、大量粘液分泌和气道重塑的特征。研究表明，辅助型T细胞2（Th2）及其分泌的细胞因子与哮*发病机制密切相关；丝氨酸蛋白酶抑制剂家族成员SERPINB10与哮*的过敏性炎症有关，但其在过敏性哮*Th2应答中的作用尚不清楚。
在本研究中，作者通过抑制小鼠SERPINB10表达（利用AAV6载体进行气管内注射），发现屋尘螨(HDM)诱导的气道炎症和Th2反应有所缓解，HDM诱导的Th2细胞因子分泌和HDM特异性IgE水平显著降低，且诱导了Th2的凋亡增加。本文揭示了SERPINB10通过抑制Th2细胞的凋亡促进哮*的炎症发生，阐明了SERPINB10在过敏性哮*Th2反应中的重要作用。
2、“circHIPK3 regulates lung fibroblast-tomyofibroblast transition by functioning as a competing endogenous RNA”
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41419-019-1430-7
特发性肺纤维化（IPF）是一种慢性、进行性、纤维化性间质性肺疾病，发病机制尚不完全清楚，迫切需要新的靶向药物来阻止其纤维化过程。肺内形成由肌成纤维细胞组成的纤维化灶和细胞外基质(ECM)蛋白的异常表达是IPF的显著病理特征，而肌成纤维细胞主要来源于成纤维细胞转化（FMT），因此，了解IPF中FMT过程的调控机制或许将会为IPF治疗提供新的靶点。circHIPK3已被鉴定在肺中高表达，且在人成纤维细胞中富集。然而，circHIPK3是否参与介导成纤维细胞的生物学功能尚不清楚。
研究人员利用博莱霉素(BLM)制备IPF小鼠模型，探究了circHIPK3在肺纤维化中的作用，发现circHIPK3在肺纤维化小鼠模型，FMT衍生的肌成纤维细胞中表达上调；沉默circHIPK3（通过AAV6载体进行气管内注射）可以在体内外抑制成纤维细胞增殖并改善FMT。从机制上来讲，circHIPK3作为内源性miR-338-3p的海绵调控FMT：circHIPK3通过抑制miR-338-3p活性导致FMT调控因子SOX4和COL1A1表达增加。总的来说，circHIPK3的干预可能为肺纤维化的治疗提供新的见解。
如图2所示，通过气管内注射AAV6-circHIPK3 shRNA显著降低了circHIPK3在肺中的表达，沉默circHIPK3后减弱了BLM诱导的肺纤维化小鼠中的胶原沉积，并降低了肌成纤维细胞标记物α-SMA和Col-1的表达水平。这些结果表明，circHIPK3沉默显著改善了BLM诱导的肺纤维化，抑制肺成纤维细胞增殖。
3、“Sirtuin 6 inhibits epithelial to mesenchymal transition during idiopathic pulmonary fibrosis via inactivating TGF-β1/Smad3 signaling”。
原文链接：https://www.oncotarget.com/article/17723/text/
特发性肺纤维化(IPF)是一种不可逆、进行性、平均生存期短的间质性肺疾病，其特征是细胞外基质(ECM)过度沉积和肺结构受损，目前尚无有效的治疗方法，迫切需要从机制上了解其发病机制，以开发治疗这一疾病的新方法。目前已发现上皮向间质转化（EMT）参与了特发性肺纤维化的发病机制，确定调节EMT或将间充质细胞去分化为上皮细胞的关键分子是抑制或逆转IPF的一种有吸引力的治疗策略。SIRT6参与控制衰老、癌症和新陈代谢，已被证明在心脏和肝脏具有抗纤维化功能。然而，SIRT6是否参与肺EMT，抑制特发性肺纤维化（IPF）尚不清楚。
在本研究中，研究人员首先通过体外研究发现，在TGF-β1诱导的A549细胞中Sirt6表达上调，且过表达Sirt6可负调控EMT进程，EMT相关转录因子的表达和间充质细胞行为。随后通过体内研究表明，通过AAV载体使Sirt6在小鼠肺部成功表达，可以消除博莱霉素（BLM）诱导的EMT样表型和肺纤维化，揭示了Sirt6在肺EMT过程中的关键作用，并可能成为特发性肺纤维化的一个潜在治疗靶点。
如图3所示，通过气管内注射AAV-Sirt6后，Sirt6在肺泡壁成功表达，Sirt6过表达明显消除了博来霉素诱导的EMT表型并缓解了肺纤维化。
4、“lncRNA ZFAS1 promotes lung fibroblast-to-myofibroblast transition and ferroptosis via functioning as a ceRNA through miR-150- 5p/SLC38A1 axis”。
原文链接：https://www.aging-us.com/article/103176/text
越来越多的证据表明，lncRNA参与了肺纤维化（PF）的多种病理生理过程，其中lncRNA ZFAS1被报道可能参与了PF进展，但其作用及机制有待进一步阐明。在本研究中，作者发现lncRNA ZFAS1在博莱霉素(BLM)诱导的PF大鼠肺组织和TGF-β1处理的HFL1细胞中表达上调，并与脂质过氧化的重要调节因子SLC38A1的表达呈正相关。此外，lncRNA ZFAS1的体内外敲低实验表明，干扰lncRNA ZFAS1的表达可以抑制BLM诱导的脂质过氧化和PF的形成，伴随SLC38A1的下调。最后，作者揭示了lncRNA ZFAS1/miR-150-5p/SLC38A1通路在PF进展中的作用，这可能为PF患者的治疗提供新的靶点。
腹腔注射表达lncRNA ZFAS1 的AAV5敲低载体后，明显减弱了BLM诱导的肺纤维化特征。此外，lncRNA ZFAS1的敲低显著增加了BLM诱导的PF大鼠模型肺组织中miR-150-5p的表达，并降低了SLC38A1 mRNA的表达，同时减弱了BLM诱导的炎性因子的表达、脂质过氧化和铁死亡。总的来说，lncRNA ZFAS1的下调通过调节miR-150-5p/SLC38A1通路显著减弱BLM诱导的肺纤维化和铁死亡（图4）。
5、“ALDH2 (Aldehyde Dehydrogenase 2) Protects Against Hypoxia-Induced Pulmonary Hypertension”。
原文链接：https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/ATVBAHA.119.312946
肺动脉高压（pulmonary hypertension，PH）是由多种已知或未知原因引起的肺动脉压异常升高的一种病理生理状态。缺氧性肺动脉高压(HPH)是常见的PH类型，目前尚无有效治疗药物，因此，有必要深入了解HPH的潜在机制，以确定潜在的新治疗靶点。HPH会导致肺动脉平滑肌细胞PASMCs过度增殖，并促进脂质过氧化，产生包括4-羟基壬烯醛(4-HNE)等在内的有毒醛。有研究表明，醛脱氢酶2(ALDH2)作为重要的醛类解毒酶，可通过清除脂质过氧化产生的有毒醛，特别是4-HNE，能在心肌损伤和中风中起保护作用，且ALDH2的激活可以缓解野百合碱诱导的肺动脉高压，尽管如此，ALDH2在HPH中的作用及其潜在机制尚未被充分研究。
为了确定ALDH2 在HPH的作用, 研究人员以ALDH2转基因小鼠、C57BL/6J小鼠,和ALDH2基因敲除(ALDH2−/−)小鼠为实验对象，将其暴露在慢性缺氧环境中，发现慢性缺氧促进了肺组织中4-HNE的产生，HPH小鼠肺组织中ALDH2表达下调。随后通过多种途径证明ALDH2的激活可降低4-HNE的水平，减轻HPH的发生程度，并调控PASMCs的增殖和迁移。
肺动脉平滑肌细胞和内皮细胞在HPH的发生发展中发挥重要作用，为确定ALDH2通过哪种细胞在HPH中发挥作用，研究者利用AAV1 -ICAM2-ALDH2和AAV2-SM22α-ALDH2分别在小鼠肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞中特异性过表达ALDH2，发现尾静脉注射AAV病毒后，平滑肌细胞或内皮细胞中均出现强烈的GFP荧光信号，且右心室收缩压RVSP、右室肥厚指数RVH和肺血管肌化的检测结果表明，在肺动脉平滑肌细胞而非内皮细胞中特异性过表达ALDH2可抑制HPH的发生（图5）。
维真生物定位于生物与健康产业，专注于腺病毒、慢病毒、腺相关病毒（AAV）病毒载体产业。公司已拥有包含18000余个人源ORF cDNA 克隆、1300余个人源miRNA 克隆的现货质粒库和包含12000余个人源ORF的腺病毒现货库；公司还提供分子克隆、基因敲减、基因敲除、基因突变等服务，并在此基础上提供各类病毒包装服务。 咨询及订购请联系： 电话：400-077-2566 QQ：4000772566 微信：扫码加好友
