Печень является жизненно важным органом, который метаболизирует питательные вещества и химические вещества, но также находится под постоянным воздействием цитотоксических и канцерогенных воздействий. В то время как взрослая печень способна восстанавливаться после травмы, ее регенеративная способность серьезно снижаетсяк 1 году. На сегодняшний день единственным терапевтическим вариантом для пациентов с терминальной стадией хронических заболеваний печени или массивным острым поражением печени является трансплантация печени, которая сама по себе создает множествопроблем2. Чтобы лучше понять молекулярную патофизиологию печени путем изучения функций генов, представляющих интерес, были разработаны генетические манипуляции для применения in vivo , включая РНК-опосредованный нокдаун и целевую делецию с помощью рекомбиназы Cre в присутствии сайтов loxP3. Кассета Cre-экспрессии и конструкция шРНК могут доставляться вирусными носителями.
Аденоассоциированный вирус серотипа 8 (AAV8) является надежным вектором для доставки генов в отдельные типы тканей (например, печень, скелетные мышцы, сердце, мозг и поджелудочную железу) с высокой эффективностью и низкой воспалительной реакцией 4,5. Для воздействия на внутренние органы тела AAV8 обычно вводится путем инъекции в хвостовую вену, при которой вирусные частицы сначала проходят через легкие, прежде чем достичь системного кровообращения. Напротив, инъекция в воротную вену позволяет им сначала достичь печени, прежде чем циркулировать через легкие, что является потенциальным источником секвестрации и разведения. Тем не менее, инъекция воротной вены является технически сложной и часто осложняется кровотечением, вызванным операцией, и высоким уровнем смертности. Чтобы достичь эффективного нокдауна гена (KD) в печени и избежать проблемы высокой пери/послеоперационной смертности, мы протестировали метод внутриселезеночного введения AAV8, несущего сконструированную shRNA, нацеленную на нуклеостемин (NS) (AAV8-shNS1), и сравнили его эффективность с эффективностью инъекции AAV8-shNS1 через воротную вену.
NS — это белок, обогащенный стволовыми/прогениторными клетками, обнаруженный сначала в нейральных стволовых клетках, а затем в нескольких других типах стволовых клеток и раковых опухолях 6,7. Биологическое значение НС показано ранним эмбриональным летальным фенотипом мышей с нокаутом зародышевой линии (NSKO) in vivo 3,8 и индуцированным NSKD нарушением самообновления in vitro 9,10. У взрослых животных высокие уровни экспрессии NS обнаруживаются в яичках и нескольких тканях, подвергающихся регенерации, включая дедифференцированные эпителиальные клетки, пигментированные тритоном после лентэктомии и мышечные клетки после ампутации конечностей11, а также регенерирующие ткани млекопитающих, такие как кардиомиоциты мышей после повреждения сердца12 и гепатоциты после повреждения печени (например, CCl4) или хирургической резекции (например, частичная гепатэктомия)13,14. Кроме того, было показано, что НС играет важную роль в развитии опухолей молочной железы, печени и полости рта 15,16,17. Было показано, что НС способствует самообновлению, защищая реплицирующийся геном от повреждения ДНК18,19. Однако в связи с ранним эмбриональным летальным фенотипом зародышевой линии NSKO необходим экспериментальный метод временного введения NSKD после завершения развития тканей для дальнейшего определения его биологической активности во взрослых органах.
В этой статье мы используем NS в качестве примера, чтобы проиллюстрировать создание и тестирование in vivo метода гена печени KD, который является эффективным и имеет низкую смертность, вызванную процедурой.