提起血脑屏障,想必大家不会感到陌生。作为大脑组织的“忠诚守卫”,血脑屏障可以阻绝大多数病毒、细菌的入侵。但与此同时,血脑屏障这种近乎强悍的防御力也增加了神经系统疾病的治疗难度。这是因为,大多数药物都无法穿透
血脑屏障。
再生医学网获悉,近日,来自美国哈佛大学布列根和妇女医院神经外科系的Fengfeng Bei团队发现了一种新型腺相关病毒(AAV)变体——AAV.CPP.16,在临床前动物试验中表现出比以前开发的运载工具更高效的递送效率,能够突破血脑屏障的限制,可用于治疗
脑肿瘤(如胶质母细胞瘤)和中枢神经系统遗传疾病。相关研究成果发表在Nature Biomedical Engineering期刊上。
在这项最新研究中,为了改进现有的
AAV,研究团队将目标锁定在细胞穿膜肽(CPP)——一组已知能够穿过生物膜(如血脑屏障)的短肽。研究小组收集了大约100种细胞穿膜肽,并将它们插入到各种AAV中,然后对这些重组AVV逐个进行测试,以寻找最有效的。
经过一系列的测试和不断优化,研究团队十分幸运地找到了答案——AAV.CPP.16。
与常用的AAV9相比,AAV.CPP.16跨越血脑屏障的递送效率显著提高:在不同小鼠品系中提升约6-249倍脑部感染效率,在食蟹猴模型中也有约5倍的提升。
紧接着,研究团队进一步检测了AAV.CPP.16的有效性,他们发现,AAV.CPP.16表现出较高的脑部神经元细胞、星形胶质细胞和脊髓神经元的感染亲和力。在安全性方面,虽然静脉注射AAV.CPP.16仍可感染外周脏器,如肝、肌肉、心脏和背根神经节等,但并未引起显著持续性肝脏毒性反应以及背根神经节退化变性。
那么,是什么原因导致AAV.CPP.16具有较高的跨越血脑屏障的递送效率呢?
研究人员发现,AAV.CPP.16并非通过破坏性方式,而是显著提高上皮细胞的转胞吞作用,从而跨越血脑屏障。
更重要的是,Fengfeng Bei团队还探究了AAV.CPP.16作为基因治疗载体治疗恶性胶质瘤的潜力。使用AAV.CPP.16递送PD-L1的研究表明,相比于AAV9,AAV.CPP.16在恶性胶质瘤微环境中的递送效果提升约17.5倍,显著增加CD8+T浸润和IFNg分泌,减少了Treg细胞浸润,从而有效提升荷瘤小鼠生存率至75%,长期存活小鼠复发瘤模型存活率达到100%。
此外,AAV.CPP.16递送的HSV-TK1疗法结合腹腔注射GCV可以明显杀伤肿瘤细胞,减少肿瘤体积,并提高荷瘤小鼠生存率约至57%。
大脑作为人体的“指挥部”,其重要性不言而喻。但受各种因素影响,脑部神经系统疾病发病率正呈现逐年上升的趋势,为了更好地对此类疾病进行治疗,首先就必须保证药物能够穿透血脑屏障,直接作用到病灶部位。对此,
再生医学网表示,从这一角度来看,该项研究成果的问世具有十分重要的意义。