靶向视网膜光感受器细胞的新型腺相关病毒载体研究

Retinitis pigmentosa (RP) is the most common inherited cause of blindness. Mutations in retinal photoreceptor-specific genes are responsible for the most common forms of RP. To date there is no effective treatment to stop or cure photoreceptor defects, while gene therapy represents an attractive approach to treat these diseases. Only adeno-associated virus (AAV) vectors, so far, have been demonstrated that they can infect photoreceptor cells but the efficiency is less robust. Another key issue is that no virus vector is available which can specific transfer gene to retinal photoreceptors. For AAV-mediated gene transfer to be applicable to clinical treatment, novel photoreceptor cells -targeting AAV vectors are required, which can efficiently and selectively deliver gene to target cells. To address these questions, mutations at AAV Capsid gene, which determines the tropism and transduction efficiency, will be introduced through different methods and corresponding AAV libraries will be packaged. Mouse retina and human embryonic stem cells derived photoreceptor cells will be selected as targeting cells, respectively, to screen the AAV libraries. Selected AAV vectors will further screened and confirmed in vivo in mouse. Taken together, in this project, by directed evolution , novel type recombinant AAV vectors for targeting retinal photoreceptor cells will be developed, which will be useful for targeted gene therapy .

遗传性视网膜色素变性是人类致盲主要原因之一，其中以基因突变所导致视网膜光感受器细胞功能丧失最为常见,然而此类疾病一直没有好的治疗方法。利用基因替代来修复其基因突变是极有前景的治疗途径。病毒载体介导的外源基因导入宿主细胞是目前最为有效的导入方法。病毒载体仅腺相关病毒载体可以感染视网膜光感受器细胞，但存在转染效率低和特异性低等重大缺陷。基于这些关键问题，本项目将以多种不同的方法对决定腺相关病毒转染效率和特异性的衣壳蛋白基因进行大规模突变，并包装和建立携带突变衣壳蛋白的病毒库，分别以小鼠视网膜和人类胚胎干细胞定向分化来源的视网膜光感受器细胞为靶细胞进行筛选,进一步在小鼠体内进行筛选和确认。本项目基于课题组既往的工作基础，以期实现获得新型腺相关病毒靶向载体能高效、特异地介导外源基因在视网膜光感受器细胞中表达，从而为该类遗传病利用基因治疗奠定基础。

遗传性视网膜色素变性是人类致盲主要原因之一，其中以基因突变所导致视网膜光感受器细胞功能丧失最为常见，然而此类疾病一直没有好的治疗方法。利用基因替代来修复其基因突变是极有前景的治疗途径。病毒载体介导的外源基因导入宿主细胞是目前最为有效的导入方法。病毒载体仅腺相关病毒载体可以感染视网膜光感受器细胞，但存在转染效率低和特异性低等重大缺陷。基于这些关键问题，本项目将以多种不同的方法对决定腺相关病毒转染效率和特异性的衣壳蛋白基因进行大规模突变，并包装和建立了携带突变衣壳蛋白的病毒库，以小鼠视网膜光感受器细胞为靶细胞进行筛选，已经获得了多个相关的新型腺相关病毒载体（因为时间关系，本部分内容还没有发表）。同时考虑到，目前新型的基因组编辑工具已经报道在基因治疗上具有重要角色，因此，本研究对新型的基因组编辑工具对应的特性进行了研究并发表了相关论文。另外，因为，遗传性视网膜疾病的分子诊断对本项目的后续研究具有重要意义，所以，同时对多种视网膜相关基因进行了分子诊断。本研究总体达到了预期的研究目的，累计发表文章7篇SCI，总影响因子36.5。本项目的研究成果包括新型腺相关病毒靶向载体、新型的基因组编辑工具对应的特性研究、遗传性视网膜疾病的分子诊断，这些为该类遗传病利用基因治疗奠定了基础。