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慢病毒載體在動(dòng)物疾病模型構建中應用場(chǎng)景(慢病毒的體內應用)

更新時(shí)間:2024-05-30      點(diǎn)擊次數:128

科學(xué)家們在深入探究疾病的發(fā)生機制過(guò)程中,動(dòng)物模型的建立起到了至關(guān)重要的作用。通過(guò)對動(dòng)物模型進(jìn)行疾病模擬或基因突變,可以模擬人類(lèi)疾病的發(fā)病過(guò)程,從而揭示疾病的病理生理機制、分子機制和遺傳機制。同時(shí),動(dòng)物模型也可以用于評估潛在藥物的療效和安全性,為新藥的研發(fā)提供重要參考。通過(guò)對動(dòng)物模型進(jìn)行藥物治療試驗,可以評估藥物對疾病的治療效果、劑量效應、藥物代謝和毒性反應等,為臨床前藥物篩選和開(kāi)發(fā)提供重要參考依據。

通過(guò)慢病毒介導的基因傳遞,可以構建具有特定基因型的動(dòng)物模型,如基因敲除、過(guò)表達或突變等,也可以構建疾病模型,模擬人類(lèi)疾病的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程,用于疾病機制研究和藥物篩選。慢病毒載體在動(dòng)物疾病模型構建中有多種應用場(chǎng)景,今天就來(lái)和小編一起探索一下慢病毒的體內應用吧。

一、瘤內注射

?文章標題:METTL3-Mediated LINC00475 AlternativeSplicing Promotes Glioma Progression byInducing Mitochondrial Fission
?發(fā)表期刊:Research (Washington, D.C.)
?作者單位:廣州醫科大學(xué)

線(xiàn)粒體分裂促進(jìn)膠質(zhì)瘤的進(jìn)展,但lncRNAs在線(xiàn)粒體分裂中的功能和調控機制尚不清楚。本文中,作者發(fā)現與正常腦組織相比,LINC00475被證實(shí)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中過(guò)度表達,并且發(fā)生可變剪接的頻率更高,預后更差。體外和動(dòng)物腫瘤形成實(shí)驗表明,LINC00475-S對膠質(zhì)瘤細胞的增殖、轉移、自噬和線(xiàn)粒體分裂的影響明顯強于LINC00475。從機制上講,METTL3 通過(guò)m6A修飾通過(guò)剪接LINC00475誘導LINC00475-S的產(chǎn)生,隨后通過(guò)抑制MIF的表達促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的線(xiàn)粒體分裂。Pull-down聯(lián)合LC/MS和RIP發(fā)現m6A識別蛋白HNRNPH1結合LINC00475的GYR和GY結構域并促進(jìn)LINC00475剪接。METTL3以m6A 依賴(lài)性方式促進(jìn)HNRNPH1與LINC00475結合,從而誘導 LINC00475-S的產(chǎn)生。METTL3 促進(jìn)HNRNPH1介導的LINC00475的可變剪接,通過(guò)誘導線(xiàn)粒體分裂促進(jìn)膠質(zhì)瘤進(jìn)展。靶向LINC00475的可變剪接和m6A編輯可以作為對抗神經(jīng)膠質(zhì)瘤的治療策略。

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圖1. 過(guò)表達LINC00475-S時(shí),U251致瘤潛力增強

☆ 作者利用慢病毒載體,通過(guò)瘤內注射(5.0E+06 TU/只,2周1次)在腫瘤組織中過(guò)表達LINC00475和LINC00475-S。

和元生物有幸提供本文所涉及的基因過(guò)表達病毒包裝服務(wù)。

二、氣管內注射

?文章標題:A novel protein RASON encoded by a lncRNA controls  oncogenic RAS signaling in KRAS mutant cancers
?發(fā)表期刊:Cell Research
?作者單位:南京大學(xué)

LSL-KrasG12D; Trp53R172H/+ (KP小鼠)肺癌模型是一種通常用于研究Kras驅動(dòng)的腫瘤發(fā)生的遺傳小鼠模型。KrasG12D是人類(lèi)腫瘤中常見(jiàn)的Kras基因的活化突變體,Trp53R172H是p53基因的突變體。分別在這兩個(gè)基因編碼區和啟動(dòng)子之間插入loxp-Stop-loxp終止序列,這兩個(gè)基因在沒(méi)有Cre重組酶的條件下不表達突變蛋白;當與組織特異性表達的Cre交配后,可導致轉錄終止序列loxp-Stop-loxp缺失進(jìn)而表達致癌蛋白。

本文中,作者通過(guò)氣管內注射含有Cre、Cas9和Rason sgRNA的慢病毒構建體,同時(shí)實(shí)現了Rason的敲除和肺中Kras/p53等位基因的激活。通過(guò)mircoCT對肺部腫瘤的發(fā)生率及腫瘤大小進(jìn)行監測,結果顯示Rason敲除顯著(zhù)抑制KP小鼠肺部腫瘤的形成,并顯著(zhù)延長(cháng)小鼠的存活期。以上結果提示了Kras突變腫瘤中Rason促腫瘤功能的共同機制。

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圖2. Rason敲除顯著(zhù)抑制KP小鼠肺部腫瘤的形成

☆ 作者利用含有Cre、Cas9和Rason sgRNA的慢病毒載體,通過(guò)氣管內注射(1.0E+05 TU/只)同時(shí)實(shí)現Rason的敲除和肺中Kras/p53等位基因的激活。

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三、鞘內注射

?文章標題:Activation of GDNF-ERK-Runx1 signaling contributes to P2X3R gene transcription and bone cancer pain
?發(fā)表期刊:iScience
?作者單位:北京大學(xué)

骨癌疼痛是骨轉移癌癥患者的常見(jiàn)癥狀,其潛在機制尚不清楚。本文中作者報道了 Runx1直接上調PC12細胞中P2X3受體(P2X3R)基因啟動(dòng)子的轉錄活性。敲低背根神經(jīng)節(DRG)神經(jīng)元中的Runx1抑制P2X3R的功能性上調,減弱荷瘤大鼠的神經(jīng)元過(guò)度興奮和疼痛超敏反應;而過(guò)表達Runx1促進(jìn)DRG神經(jīng)元中的P2X3R基因轉錄,誘導了naive大鼠的神經(jīng)元過(guò)度興奮和疼痛超敏反應。GDNF-GFRα1-Ret-ERK信號轉導的激活是DRG神經(jīng)元中Runx1介導的P2X3R基因轉錄所必需的,并有助于荷瘤大鼠的神經(jīng)元過(guò)度興奮和疼痛超敏反應。這些發(fā)現表明,由GDNF-GFRα1-Ret-ERK信號激活引起的Runx1介導的P2X3R基因轉錄有助于DRG神經(jīng)元的致敏和骨癌疼痛的發(fā)病機制。作者的研究結果確定了一種潛在的靶向機制,可能導致癌癥患者的骨轉移相關(guān)疼痛。

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圖3. 過(guò)表達DRG神經(jīng)元中的Runx1,促進(jìn)P2X3R基因轉錄和蛋白表達

☆ 作者利用慢病毒載體,通過(guò)鞘內注射(5.0 E+08 TU/mL,20 ul)在DRG神經(jīng)元中過(guò)表達Runx1,并在病毒注射后14天獲得DRG組織。

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四、玻璃體腔注射

?文章標題:ALKBH5-Mediated m6A Modification of A20 Regulates Microglia Polarization in Diabetic Retinopathy
?發(fā)表期刊:Frontiers in Immunology
?作者單位:中山大學(xué)

本文中,作者發(fā)現糖尿病大鼠的視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細胞M1極化率較高,M2極化率較低。隨著(zhù)葡萄糖濃度的增加,小膠質(zhì)細胞傾向于極化為M1型。通過(guò)RNA測序顯示,葡萄糖處理的小膠質(zhì)細胞顯示出差異表達的基因譜,該譜富集在各種炎癥類(lèi)別和通路中。葡萄糖處理后小膠質(zhì)細胞中A20表達較低,證明其負向調節M(mǎn)1極化。此外,玻璃體腔注射A20過(guò)表達慢病毒(OE-A20)糾正了糖尿病大鼠增強的M1視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細胞極化。在葡萄糖處理的小膠質(zhì)細胞中m6A去甲基化酶ALKBH5介導增加m6A修飾及加速A20降解。本研究不僅為糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)病機制提供了新的視角,而且為糖尿病視網(wǎng)膜病變的診斷和治療提供了新的視角。

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圖4. 玻璃體腔注射A20過(guò)表達慢病毒可糾正糖尿病大鼠視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細胞增強的M1極化

☆ 作者利用慢病毒載體,通過(guò)玻璃體腔注射(1.0E+09 TU,10 ul)在眼內過(guò)表達A20。

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五、腹股溝淋巴結注射

?文章標題:Fibroblastic reticular cells in lymph node potentiate white adipose tissue beiging through neuro-immune crosstalk in male mice
?發(fā)表期刊:Nature Communications
?作者單位:香港大學(xué)

淋巴結(LN)通常嵌在代謝活躍的白色脂肪組織(WAT)中,而它們的功能關(guān)系仍然模糊不清,本文中,作者發(fā)現腹股溝 LN(iLN)中的成纖維細胞網(wǎng)狀細胞(FRC)皮下 脂肪組織(scWAT)寒冷誘導的米色化反應和產(chǎn)熱IL-33的主要來(lái)源。從機制上講,冷增強的交感神經(jīng)流出到iLN激活FRC中的β1和β2腎上腺素能受體(AR)信號傳導,以促進(jìn)IL-33釋放到iLN周?chē)膕cWAT中。其中IL-33激活2型免疫反應以增強米色脂肪細胞的生物發(fā)生。通過(guò)選擇性消融 FRC中的IL-33或β1和β2-AR或iLN的交感神經(jīng)去神經(jīng)支配來(lái)消除冷誘導的scWAT 米色化反應,而IL-33的補充可逆轉iLN缺陷小鼠中受損的冷誘導的米色化反應。綜上所述,本研究揭示了iLN中FRC在介導神經(jīng)免疫相互作用以維持能量穩態(tài)方面的意想不到的作用。

圖5. 腹股溝淋巴結內注射慢病毒特異性敲除FRC中的IL-33

☆ 作者利用慢病毒載體,在IL-33fl/fl小鼠腹股溝淋巴結內注射(7.5E+06 TU/只)含有特異性啟動(dòng)子Ccl19和Cre的慢病毒,實(shí)現iLN中FRC 細胞IL-33的特異性敲除。

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六、活體成像

?文章標題:Hypoxia-induced circRNF13 promotes the progression and glycolysis of pancreatic cancer
?發(fā)表期刊:Experimental & Molecular Medicine
?作者單位:上海交通大學(xué)

胰腺癌(PC)是最?lèi)盒缘哪[瘤之一??焖龠M(jìn)展和遠處轉移是患者死亡的主要原因。缺氧是多種癌癥的標志,與腫瘤生物學(xué)有關(guān)。然而,關(guān)于circRNA在糖酵解和缺氧介導的PC進(jìn)展中的作用知之甚少。在這里,作者使用RNA測序分析了缺氧相關(guān)circRNA的表達情況,發(fā)現了一種稱(chēng)為circRNF13的獨tecircRNA在PC組織中上調,這可能是一個(gè)潛在的預后指標。HIF-1α和EIF4A3參與調節circRNF13的生物發(fā)生。此外,circRNF13被驗證對細胞增殖、血管生成、侵襲和糖酵解具有刺激作用。重要的是,作者發(fā)現circRNF13 通過(guò)充當miR-654-3p海綿來(lái)提高PDK3水平,從而促進(jìn)PC惡性過(guò)程。以上研究結果表明,由HIF-1α和EIF4A3介導的缺氧誘導的circRNF13促進(jìn)了PC的腫瘤進(jìn)展和糖酵解,表明circRNF13作為PC的預后生物標志物和治療靶點(diǎn)的潛力。

圖6. circRNF13可能作為致癌基因促進(jìn)胰腺癌的轉移

☆ 作者通過(guò)尾靜脈分別注射經(jīng)慢病毒構建的過(guò)表達circRNF13序列和Luciferase編碼序列以及干擾circRNF13序列和Luciferase編碼序列的人胰腺癌細胞,每2周進(jìn)行一次生物發(fā)光體內成像檢測,觀(guān)察體內腫瘤細胞的轉移情況。

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