腦卒中(Stroke)是一類因腦血流突然中斷或腦血管破裂導致腦組織損傷的急危重癥,是全球第二大死亡原因,其致殘率高達75%,重殘比例達40%。每年有數百萬患者在急性期錯過再通治療。進入慢性期(>30 天)后,患者腦組織中往往有大面積灰質和白質損傷、神經元不可逆死亡、白質脫髓鞘,形成“功能黑洞”,現有藥物與康復方案療效非常有限。如何在“既成事實”的大面積壞死區再造活性神經回路,是全球神經修復領域的核心難題。

近日,暨南大學李雯和陳功教授團隊在神經科學和藥理學領域國際權威期刊《CNS Neuroscience & Therapeutics》上發表了一項針對慢性期缺血性腦卒中的多輪基因治療的研究成果,發現利用神經轉錄因子組合多輪靶向皮層(NeuroD1)和紋狀體(NeuroD1+Dlx2)的應激性星形膠質細胞,可實現多腦區神經元再生及運動功能改善,為腦卒中患者帶來了新希望。

一、研究亮點
首次證明了在慢性期(30天)通過AAV介導的轉錄因子基因治療(AtN轉化療法)可以有效治療涉及皮層和亞皮層區域(如基底節和白質區域等)的嚴重缺血性中風。這種療法能夠跨越傳統的亞急性期(3 – 10天)限制,為慢性期中風患者提供了一種新的治療可能性。
2.??創新性的雙重轉錄因子與多輪次遞送策略
研究團隊針對大面積缺血損傷的特點,設計了區域特異性的轉錄因子組合策略:在受損皮層區域過表達(NeuroD1),在受損紋狀體區域聯合過表達(NeuroD1+Dlx2)。考慮到慢性期梗死區域較大,研究創新性地采用了兩輪AAV注射策略,顯著提高了轉導效率和神經元再生數量。
二、主要研究結果

1. ?慢性期大面積缺血性損傷的大腦中動脈閉塞(MCAO)大鼠模型
研究團隊借助強效的血管收縮素Endothelin-1 在大鼠上構建了大腦中動脈閉塞模型,模擬了與人類臨床高度相關的大腦皮層和基底節的大面積缺血性損傷。
2.??“兩輪”AAV-轉錄因子(TF) 遞送策略
研究人員通過MRI影像學手段結合腦圖譜的方式,為每只模型動物定制了精確的注射位點:在損傷皮層區域注射AAV9-GFAP::NeuroD1-P2A-GFP,在紋狀體區域注射AAV9-GFAP::NeuroD1-P2A-GFP + AAV9-GFAP::Dlx2-P2A-GFP,并創新性地采用了兩輪AAV載體注射策略。與單次注射相比,兩輪治療顯著增加了轉化神經元的數量,感覺和運動功能恢復更為明顯。
3.??腦卒中癥狀的改善情況
神經再生:在中風慢性期(30天后),基因療法成功地在皮層和紋狀體區域再生了大量新的神經元。與單輪治療相比,多輪治療再生的神經元數量更多,效果更顯著。
功能恢復:通過行為測試(如粘性膠帶測試和圓柱測試)和[18F]FDG-PET/CT成像,研究發現基因治療顯著改善了中風大鼠的感覺和運動功能,表現為更高的膠帶接觸時間和更好的前肢使用率。
組織修復:基因治療不僅促進了神經再生,還縮小了腦組織損傷區域的面積,增加了神經密度,并改善了神經血管單元的結構,減少了膠質瘢痕的形成。
白質修復:研究還發現,基因治療能夠顯著改善中風后的白質損傷,不僅可以增加損傷區域的神經纖維數量,也可以增加少突膠質細胞前體的數量,減輕損傷區域脫髓鞘的病理特征。
4.??神經轉錄因子AAV基因療法的作用機制
轉錄組測序結果顯示,轉錄因子介導的基因治療在早期主要通過下調炎癥反應通路,而在晚期則主要通過促進突觸功能的改善以及減輕膠質瘢痕的形成來實現修復。神經轉錄因子介導的基因治療具有“控制炎癥—神經再生—瘢痕改善”的三重修復機制。
三、總結與意義
??“雙輪注射”概念,為大面積缺血病灶提供可重復給藥思路。
??同步修復灰質與白質,提示全腦網絡級康復可行性。
??研究成果奠定了 AAV-TF 組合向臨床試驗推進的實證基礎。
| 本研究中使用的AAV載體信息 | |
| 血清型 | AAV9 |
| 啟動子 | GFAP104(星形膠質細胞特異性) |
| 表達基因 | NeuroD1-P2A-GFP、Dlx2-P2A-GFP |
| 病毒滴度 | 1×1012GC/mL |
| 給藥方式 | 腦立體定向注射 |
| 給藥策略 | 兩輪注射(間隔30天) |
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