AAV病毒是體內(nèi)基因遞送和基因治療研究的熱門工具。在研究特定組織器官的疾病機(jī)制和治療方式時(shí)，除了選擇具有組織嗜性的血清型外，使用合適的特異性啟動(dòng)子也是靶組織中高效表達(dá)目的基因的關(guān)鍵。
特異性啟動(dòng)子的最大的優(yōu)點(diǎn)是它所啟動(dòng)的外源基因在受體中僅在需要的部位特異表達(dá)。克服了組成型啟動(dòng)子啟動(dòng)的外源基因在受體植物中非特異、持續(xù)、高效表達(dá)所造成的浪費(fèi)，增加轉(zhuǎn)基因的效果，因此越來越多的研究人源選擇使用特異性啟動(dòng)子。
今天為大家推薦腦組織中常做的兩類細(xì)胞：神經(jīng)元細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的特異性啟動(dòng)子！
歡迎大家前來咨詢！！！
一 神經(jīng)元細(xì)胞特異性啟動(dòng)子
hSyn啟動(dòng)子來源于人SYN1基因的啟動(dòng)子，該基因表達(dá)產(chǎn)生的Synapsin I蛋白，是特異表達(dá)在神經(jīng)元內(nèi)的蛋白，因此一般選擇hSyn啟動(dòng)子作為神經(jīng)元的特異性啟動(dòng)子。Synapsin I蛋白主要表達(dá)在軸突末端，特別是在突觸小泡的膜上，在調(diào)節(jié)軸突生成和突觸形成方面發(fā)揮重要作用。
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“案例1：IF 24.884
與年齡相關(guān)的高胰島素血癥導(dǎo)致神經(jīng)元中的胰島素抵抗和細(xì)胞周期誘導(dǎo)的衰老
糖尿病前期血清高胰島素血癥反映在腦脊液中，并且這種長(zhǎng)期升高的胰島素使神經(jīng)元對(duì)胰島素產(chǎn)生抵抗力。這導(dǎo)致異常的電生理活動(dòng)和其他缺陷。此外，神經(jīng)元胰島素抵抗降低己糖激酶2，從而損害糖酵解。這阻礙了p35的泛素化和降解，有利于其裂解為p25，p25過度活化CDK5并干擾GSK3β誘導(dǎo)的β -連環(huán)蛋白的降解。CDK5導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞死亡，而β-連環(huán)蛋白進(jìn)入神經(jīng)元核并重新激活細(xì)胞周期機(jī)制。由于無法成功分裂，神經(jīng)元反而進(jìn)入衰老狀態(tài)。這些發(fā)現(xiàn)提供了外周高胰島素血癥之間的直接聯(lián)系，如在糖尿病前期，年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病和認(rèn)知能力下降中發(fā)現(xiàn)的。
吉?jiǎng)P助力：
AAV2-hSyn-CTNNB1-EGFP-3FLAG過表達(dá)，AAV9-hSyn-EGFP-MIR-HK2 shRNA敲低
文獻(xiàn)：
Chow, HM., Shi, M., Cheng, A. et al. Age-related hyperinsulinemia leads to insulin resistance in neurons and cell-cycle-induced senescence. Nat Neurosci 22, 1806–1819 (2019).
“案例2:IF 14.919
Prok2可防止創(chuàng)傷性腦損傷模型中的神經(jīng)元細(xì)胞死亡
Prok2通過加速F-box僅蛋白10（Fbxo10）驅(qū)動(dòng)的泛素化，長(zhǎng)鏈脂肪酸CoA連接酶4（Acsl4）的降解和抑制脂質(zhì)過氧化來抑制脂質(zhì)過氧化底物，花生四烯酸磷脂的生物合成來防止神經(jīng)元細(xì)胞死亡。
吉?jiǎng)P助力：
AAV2-hSyn-Prok2-EGFP-3Flag過表達(dá)，AAV2-hSyn-EGFP-3Flag對(duì)照病毒
AAV2-U6-shFbxo10，AAV2-U6-shAcsl4敲低
文獻(xiàn)：
Bao Z, Liu Y, Chen B, et al. Prokineticin-2 prevents neuronal cell deaths in a model of traumatic brain injury. Nat Commun. 2021 Jul 9;12(1):4220.
“案例3：IF 14.919
vmPFC 中表達(dá) nNOS 的神經(jīng)元將 pPVT 衍生的慢性疼痛信號(hào)轉(zhuǎn)化為焦慮行為
pPVT興奮性神經(jīng)元通過激活表達(dá)vmPFC nNOS的神經(jīng)元，驅(qū)使慢性疼痛信號(hào)成為焦慮信號(hào)，從而導(dǎo)致VMPFC錐體神經(jīng)元中一氧化氮（NO）的釋放。
吉?jiǎng)P助力：
AAV-hSyn-DIO-hM3Dq-eGFP、AAV-CMV-flex-shVGAT-Egfp、AAV-CMV-flex-shVGLUT-eGFP
文獻(xiàn)：
Liang HY, Chen ZJ, Xiao H, et al. nNOS-expressing neurons in the vmPFC transform pPVT-derived chronic pain signals into anxiety behaviors. Nat Commun. 2020 May 19;11(1):2501
“案例4：IF 11.799
神經(jīng)元SH2B1蛋白通過促進(jìn)PLIN4降解來減弱帕金森病MPTP小鼠模型中的細(xì)胞凋亡
SH2B1表達(dá)在PD患者的血液樣本和MPTP誘導(dǎo)的慢性PD小鼠的大腦中被證實(shí)下調(diào)，Sh2b1缺乏導(dǎo)致MPTP處理的小鼠行為缺陷明顯惡化和神經(jīng)元凋亡增加，而神經(jīng)元特異性Sh2b1表達(dá)的恢復(fù)顯著逆轉(zhuǎn)了這些影響。SH2B1通過SH2B1-HSC70-PLIN4軸拮抗PD中的神經(jīng)退行性病變。
吉?jiǎng)P助力：
AAV9-hSyn-mSh2b1-EGFP-3FLAG
文獻(xiàn)：
Han X, Liu Y, Dai Y, et al. Neuronal SH2B1 attenuates apoptosis in an MPTP mouse model of Parkinson's disease via promoting PLIN4 degradation. Redox Biol. 2022 Jun;52:102308
二 小膠質(zhì)細(xì)胞
小膠質(zhì)細(xì)胞是定居在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的單核巨噬細(xì)胞，在神經(jīng)系統(tǒng)中，小膠質(zhì)細(xì)胞不斷清除斑塊、受損的神經(jīng)元和傳染性物質(zhì)，是主動(dòng)免疫防御的主要形式。現(xiàn)在一般采用F4/80、CD68或者Iba1啟動(dòng)子作為小膠質(zhì)細(xì)胞特異性啟動(dòng)子。
小膠質(zhì)細(xì)胞特異性啟動(dòng)子
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“案例1：IF 15.828
ARRB1和2在小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥和Nprl3在帕金森病中的功能相反
ARRB1和ARRB2的表達(dá)在帕金森病（PD）小鼠模型中是相互調(diào)節(jié)的，特別是在小膠質(zhì)細(xì)胞中。ARRB1敲低改善，而ARRB2敲低加重PD的病理特征，包括多巴胺能神經(jīng)元丟失，體內(nèi)神經(jīng)炎癥和小膠質(zhì)細(xì)胞活化，以及體外小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷。
吉?jiǎng)P助力：
AAV9-F4/80-ShARRB1、AAV9-F4/80-ShARRB2
文獻(xiàn)：
Fang, Y., Jiang, Q., Li, S. et al. Opposing functions of β-arrestin 1 and 2 in Parkinson’s disease via microglia inflammation and Nprl3. Cell Death Differ 28, 1822–1836 (2021).
“案例2：IF 11.454
小膠質(zhì)細(xì)胞 lnc-U90926 促進(jìn)缺血性卒中中性粒細(xì)胞通過 MDH2/CXCL2 軸浸潤(rùn)
lncRNA-U90926直接與蘋果酸脫氫酶2（MDH2）結(jié)合，并競(jìng)爭(zhēng)性地抑制MDH2與CXCL2 3'未翻譯區(qū)域（UTR）的結(jié)合，從而防止MDH2介導(dǎo)的CXCL2 mRNA衰變。研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞U90926通過促進(jìn)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)而加重缺血性腦損傷，這表明U90926可能是缺血性中風(fēng)的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。
吉?jiǎng)P助力：
AAV2-hSyn-CTNNB1-EGFP-3FLAG過表達(dá)，AAV9-hSyn-EGFP-MIR-HK2 shRNA敲低
文獻(xiàn)：
Chow, HM., Shi, M., Cheng, A. et al. Age-related hyperinsulinemia leads to insulin resistance in neurons and cell-cycle-induced senescence. Nat Neurosci 22, 1806–1819 (2019).
“案例3：IF 8.322
丙酮酸激酶同種型 M2 通過β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞突觸修剪，從而損害系統(tǒng)性紅斑狼瘡的認(rèn)知能力
小膠質(zhì)細(xì)胞PKM2有可能成為治療狼瘡性腦病的新治療靶點(diǎn)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，PKM2通過β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞活化和過度活化小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬作用。在體內(nèi)，AAV9-shPKM2處理的小鼠通過阻斷β -連環(huán)蛋白信號(hào)通路，顯示出小膠質(zhì)細(xì)胞活化減少和神經(jīng)元突觸丟失減少。此外，在小膠質(zhì)細(xì)胞PKM2抑制后，MRL/lpr小鼠的認(rèn)知障礙和腦損傷得到顯著緩解。
吉?jiǎng)P助力：
AAV9-IBA-1-shPKM2
文獻(xiàn)：
Lu L, Wang H, Liu X, et al. Pyruvate kinase isoform M2 impairs cognition in systemic lupus erythematosus by promoting microglial synaptic pruning via the β-catenin signaling pathway. J Neuroinflammation. 2021 Oct 13;18(1):229
“案例4：IF 7.103
在海馬過表達(dá)TREM2改善高脂肪飲食誘導(dǎo)的認(rèn)知障礙并調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的表型極化
研究TREM2的海馬過度表達(dá)對(duì)長(zhǎng)期高脂肪飲食（HFD）喂養(yǎng)小鼠認(rèn)知的影響。TREM2的過表達(dá)上調(diào)了突觸蛋白嗜棘蛋白，PSD95和突觸素，表明突觸傳遞的改善。TREM2過表達(dá)后挽救了CA1區(qū)域的樹突復(fù)雜性和脊柱密度。此外，TREM2顯著增加了海馬體中iba-1 / Arg-1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量，抑制了神經(jīng)炎癥和小膠質(zhì)細(xì)胞活化。表明海馬TREM2在改善HFD誘導(dǎo)的認(rèn)知功能障礙和促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2抗炎表型的極化方面起著重要作用。
吉?jiǎng)P助力：
AAV9-IBA-1-TREM2
文獻(xiàn)：
Wu M, Liao M, Huang R, et al. Hippocampal overexpression of TREM2 ameliorates high fat diet induced cognitive impairment and modulates phenotypic polarization of the microglia. Genes Dis. 2020 May 21;9(2):401-414
以上是使用吉?jiǎng)P神經(jīng)元和小膠質(zhì)特異性啟動(dòng)子載體發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)，吉?jiǎng)P基因開發(fā)出特異性AAV載體，既能高效感染，還能靶向調(diào)控。
此外，我們還新推出了內(nèi)皮、肌肉、肝臟、視網(wǎng)膜穆勒細(xì)胞等一系列熱門組織特異性AAV載體，2-6周即可實(shí)現(xiàn)不同組織的特異性表達(dá)。具體見下表：
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