【on-target】AAV感染胰腺 | 血清型·启动子·注射用量 | 一篇就GO了！

胰腺（Pancreas）是脊椎动物体内参与消化和内分泌的器官，具有外分泌和内分泌的双重功能。胰腺中绝大部分是外分泌腺，主要由腺泡和腺管构成，其通过胰管将含有消化酶的胰液分泌到十二指肠，从而分解食物。胰腺中的内分泌腺由大小不同的细胞团——胰岛组成，它能够分泌胰岛素、胰高血糖素、生长抑素、胰多肽等多种激素，具有调节血糖水平的功能。胰岛主要包含4种细胞类型：α细胞（分泌胰高血糖素，升高血糖）、β细胞（分泌胰岛素，降低血糖）、δ细胞（分泌生长抑素，以旁分泌的方式抑制α、β细胞的分泌）、PP细胞（分泌胰多肽，抑制胃肠运动、胰液分泌和胆囊收缩）。目前研究较多的是胰岛α细胞和胰岛β细胞。胰腺的健康对整个消化系统和新陈代谢至关重要。

胰腺结构示意图

（PMID: 26964835）

胰腺炎（Pancreatitis）是胰腺的炎症，分为急性和慢性两种类型。其成因多样，常见因素包括胆结石、酗酒、高脂血症和药物等。胰腺炎的危害不容忽视。急性胰腺炎（Acute pancreatitis，AP）可导致剧烈腹痛、恶心、呕吐，严重时会引发休克、器官功能衰竭，甚至死亡。慢性胰腺炎（Chronic pancreatitis, CP）则可能导致消化功能障碍、体重减轻及糖尿病。此外，长期炎症还可能增加胰腺癌的风险。因此，及时诊断和治疗至关重要。

胰腺炎相关表型

（PMID: 38553043）

糖尿病（Diabetes）是一组常见的内分泌疾病，是由于胰腺无法产生足够的胰岛素或身体细胞对激素的作用没有反应而导致的，其特征是持续的高血糖水平。糖尿病主要分为1型和2型。1型糖尿病（Type 1 diabetes, T1D）是由于β细胞的破坏所导致的胰岛素绝对缺乏引起的。T1D多见于青少年，患者终身都需要胰岛素的治疗。2型糖尿病（Type 2 diabetes, T2D）是最常见的糖尿病，以高血糖、胰岛素抵抗和胰岛素相对缺乏为特征，多见于成人。此外，妊娠期糖尿病（Gestational diabetes）也受到一定程度的关注。它是指未患糖尿病的女性在怀孕期间血糖水平升高的一种疾病，一般情况下分娩后可自然好转，但部分会转变为2型糖尿病。该病症多见于肥胖和高龄产妇中。糖尿病在全球范围内的发病率和患病率均呈上升趋势，是目前代谢领域的研究热点之一。

胰高血糖素和胰岛素维持血糖水平

（PMID: 26964835）

在胰腺相关研究中，重组腺相关病毒（recombinant Adeno-associated virus, rAAV）作为基因递送工具被广泛应用。其具有血清型多样性、低免疫原性和长期稳定表达基因的特点，是理想的基因治疗载体。在胰腺中，rAAV可以通过传递基因来调节胰岛细胞的功能，改善胰腺炎等疾病的病理状态。此外，rAAV还可用于研究胰腺发育与代谢的分子机制，为糖尿病及其他胰腺疾病的治疗提供新的策略。

AAV血清型的选择

由于AAV的衣壳蛋白不同，其血清型种类多样，进而具有不同的组织亲嗜性。AAV1、AAV2、AAV5、AAV8、AAV9等血清型被报道常用于定点注射感染胰腺组织，其中AAV8血清型通过胰胆管注射在小鼠胰腺组织的转导效率更高。此外，AAV-PAN血清型可以通过腹腔注射途径实现高效、特异转导胰腺组织。

启动子的选择

胰腺中的细胞类型复杂多样。为了在特定细胞中选择性表达目的基因，需要根据实验目的不同来选择合适的启动子。如果是在胰腺中广泛表达，可以选择CBh、CMV、CAG等广谱启动子；如果想要在胰岛β细胞中特异性表达，可以选择PDX1、Insulin2、HIP、Mlp2启动子；而胰岛α细胞的特异性感染可以借助GCG启动子实现。

AAV8 GCG启动子驱动Pdx-MafA-GFP特异性靶向胰岛α细胞

（PMID: 36879848）

靶向胰腺的AAV血清型和启动子推荐

注射方式及注射剂量

在AAV介导的胰腺基因递送中，最常用到的注射方式是胰胆管注射和靠近胰腺腹腔注射。具体的注射方式和注射剂量参考下表。

AAV靶向胰腺常用的注射方式

为了更直观地展现注射的具体操作流程，和元生物研发部门还专门录制了注射操作视频以供各位客户参考。注射操作视频请点击文末“阅读原文”进行观看。

客户应用案例

慢性胰腺炎是一种由遗传和环境因素引起的终身进行性纤维炎性疾病，目前还没有根治的方法。由于其发病率与患病率逐年上升，因此迫切需要有效的治疗和疾病预防策略。海军军医大学廖专/邹文斌团队利用AAV8在患有胰腺炎的小鼠模型中过表达编码胰蛋白抑制剂的人类SPINK1基因，结果显示AAV8-hSPINK1可以安全高效地靶向胰腺，有效改善小鼠胰腺炎表型，有望成为CP的防治新方法。此研究中用到的AAV产品由和元生物构建。

AAV8-hSPINK1在小鼠体内具有高转导效率和强表达能力

（PMID: 38553043）

急性胰腺炎是以胰腺组织自噬、水肿和坏死为特征的急性炎症，胰腺坏死是AP引起的一种显著的并发症。扬州大学附属医院路国涛团队对AP患者进行了靶向代谢组学研究关注到胆汁酸代谢的改变，并且配合体内、体外实验，证明鹅去氧胆酸（CDCA）及其受体法尼醇X受体（FXR）可能是急性胰腺炎的潜在治疗靶点。研究人员利用和元生物提供的AAV病毒产品在小鼠胰腺中过表达/敲降FXR受体，提示了CDCA受体FXR在AP防治中的关键作用。

敲低FXR加剧了急性胰腺炎小鼠的胰腺损伤

（PMID: 38035885）

已有研究表明血管内皮生长因子B（VEGFB）在糖脂代谢中起关键作用，与2型糖尿病密切相关。滨州医学院李雅娜团队利用AAV在2型糖尿病小鼠的胰腺中过表达VEGFB，发现磷脂酶Cγ（PLCγ）和肌醇1,4,5-三磷酸受体IP3R信号通路被激活。此外，VEGFB的敲除或过表达可通过改变β细胞内钙离子浓度引起胰岛素分泌改变，从而影响2型糖尿病小鼠的糖耐量和胰岛素敏感性。此研究中用到的AAV产品同样由和元生物提供。

VEGFB过表达影响2型糖尿病小鼠的糖脂代谢

（PMID：37681454）

参考文献：

[1] Röder PV, Wu B, Liu Y, Han W. Pancreatic regulation of glucose homeostasis. Exp Mol Med. 2016;48(3):e219. Published 2016 Mar 11.

[2] Wang YC, Mao XT, Sun C, et al. Pancreas-directed AAV8-hSPINK1 gene therapy safely and effectively protects against pancreatitis in mice. Gut. 2024;73(7):1142-1155. Published 2024 Jun 6.

[3] Guo P, Zhang T, Lu A, et al. Specific reprogramming of alpha cells to insulin-producing cells by short glucagon promoter-driven Pdx1 and MafA. Mol Ther Methods Clin Dev. 2023;28:355-365. Published 2023 Feb 11.

[4] Zhu Q, Yuan C, Dong X, et al. Bile acid metabolomics identifies chenodeoxycholic acid as a therapeutic agent for pancreatic necrosis. Cell Rep Med. 2023;4(12):101304.
[5] Li Y, Li R, Luo X, et al. Vascular endothelial growth factor B regulates insulin secretion in β cells of type 2 diabetes mellitus mice via PLCγ and the IP3R‑evoked Ca2+/CaMK2 signaling pathway. Mol Med Rep. 2023;28(4):197.

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