听力丧失是最常见的感官障碍之一，影响着很多人。根据世卫组织公布的《世界听力报告》，现有超15亿人患有不同程度的听力损失，到2050年，患听力损失的人数将近25亿。据统计，大约50%的先天性听力损失与遗传因素有关，目前临床上的治疗方案主要为佩戴助听器或植入人工耳蜗，但此类方法没有从根本上治愈听力损伤。因此，治疗听力损失需要更好的替代疗法。随着基因治疗的蓬勃发展，基于病毒载体的基因疗法成为治疗遗传性听力损失的新热门赛道。
重组腺相关病毒载体（recombinant Adeno-associated virus, rAAV）具有血清型种类多样、免疫原性低、长期稳定表达基因、宿主范围广等优势，在基因功能研究和基因治疗递送载体中占据主导地位。
上篇文章我们给大家分享了靶向耳科的AAV血清型（），这次小编再次给大家分享一个全新的安全载体—AAV-ie-K558R，其可以高效转导新生小鼠耳蜗毛细胞（Hair Cells, HCs）和支持细胞（Supporting cells, SCs），显示了在治疗由毛细胞死亡或基因突变引起的听力损失方面的临床潜力。相关研究成果由上海科技大学钟桂生、上海交通大学吴皓及东南大学柴人杰合作于2022年4月22日，发表在Signal Transduction and Targeted Therapy杂志，标题为“AAV-ie-K558R mediated cochlear gene therapy and hair cell regeneration”。
内耳包含三种主要功能细胞：毛细胞（Hair Cells, HCs）、支持细胞（Supporting cells, SCs）和螺旋神经节（Spiral Ganglion Neurons, SGNs），其中HCs又包括内毛细胞（Inner hair cells, IHCs）和外毛细胞（Outer hair cells, OHCs），OHCs负责将声音放大；IHCs负责将液体波动转化为电信号，并通过听觉神经传递到听觉脑干，再到听觉皮层。
内耳耳蜗HCs和SCs对口语至关关键，感音中枢神经性口语亏损将会由HCs和SCs的基因基因遗传基因转变产生，最后，在非基因遗传基因的情况发生，如轰鸣声、耳致毒药材或衰老的原因，也可凭借损坏HCs产生耳聋。在其它其中一种的情况发生下，那些损坏对待并没有粉碎本事的耳蜗上皮组织细胞的母乳喂养两栖动物也都是没法瓦解的。到目前为止的实验因为，SCs具备着转分解为HC样上皮组织细胞的前景，从而，HC粉碎被因为不是基因遗传基因应激状态产生的才能得到性耳聋的存在治疗策略策略。 该团对至今已有今年崭新选择发掘的AAV-ie，就能够极高效感柒HCs和三的类型SCs。不但，AAV-ie带上Atoh1（耳蜗孔隙管胞复苏指数）感柒内耳后，推动了内孔隙管胞复苏。可AAV-ie在耳蜗基低区的转导的效率仍待延长。
结果
1 AAV-ie-K558R是一种安全的高效靶向HCs和SCs的载体
应先，该团队合作应用场景的时候挑选发掘的AAV血清型—AAV-ie（更优质转导啮齿类与人的HCs和三的种的类别SCs，但在耳蜗基低区的转导速率较低）基本知识上做进一点挑选，发掘AAV-ie-K558R对耳蜗基低OHCs和IHCs有较高的转导率。和AAV-ie相对，AAV-ie-K558R对耳蜗太平洋沿岸OHCs的转录及耳蜗基低SCs的转导均有一些·延长（图1a-f）。这警告了AAV-ie-K558R可不可以更优质靶向治疗耳蜗和内耳圆形囊中的与众不同上皮细胞的类别。
图1 AAV-ie-K558R转导效率提高
进几步，实验人员实现电镜、ABR测式、DPOAE测式及攻击行为学等技术手段证实了AAV-ie-K558R的安会可靠性，挖掘P3小鼠圆窗膜（round window membrane, RWM）注射液体AAV-ie-K558R后，孔状胞特征无比较特别的变化，视觉实用功能键及前庭实用功能键和差表组优于无比较特别区别（图2）。以下数据表示了，AAV-ie-K558R最为一个安会可靠的高靶向方法HCs和SCs的的载体，在介导视觉设备常见疾病的染色体方法中的极大的能力。
图2 AAV-ie-K558R是一种安全载体
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2 AAV-ie-K558R在纠正功能失调的基因突变或用于 HC 样再生中的潜力
Prestin（马达蛋白）是一种特异性定位于外毛细胞的关键分子，其能驱动耳蜗外毛细胞的电能动性，产生耳蜗的放大器作用，Prestin蛋白的缺失或基因的突变会导致听力功能严重受损。因此，研究团队借助Prestin KO小鼠测试AAV-ie-K558R在治疗由内耳毛细胞基因功能障碍引发的听力损伤中的潜力。将AAV-ie-K558R-Prestin通过圆窗膜注射P2 Prestin KO小鼠。结果发现，可以部分恢复 Prestin KO 小鼠的听力损失（图3）。
图3 AAV-ie-K558R-Prestin恢复Prestin KO小鼠的听觉功能
孔隙管管胞二次利用可能会促使康复由皮肤衰老、嗡嗡声或耳毒素制剂造成的倾听财产损失。耳蜗孔隙管管胞二次利用指数Atoh1被证实才能将SCs转分解为HCs，因为此，探索者进第一步探索性学习AAV-ie-K558R在HC二次利用中的有潜力。借着AAV-ie-K558R带上Atoh1注射器新学生小鼠（P3）耳蜗中，在P14时看见，AAV-ie-K558R-Atoh1组小鼠大上皮嵴（greater epithelial ridge，GER区）按照关察到丰富的新HCs（展现Myo7a），且其他新HC样神经受损血細胞也展现Sox2，建议了这种新二次利用的神经受损血細胞可能会仍处于成长的多种价段（图4a,b）。按照电镜按照关察新二次利用神经受损血細胞的特征看见，IHC范围左下角的HC样神经受损血細胞中生冒出汗毛束（图4c）。该创业团队早期探索看见AAV-ie-Atoh1也行引导HC样神经受损血細胞二次利用，而AAV-ie-K558R-Atoh1行引导耳蜗GER区的HC样神经受损血細胞二次利用，且新学生成的HC样神经受损血細胞特征多种，有一点神经受损血細胞含有动纤毛（代理着耳蜗孔隙管管胞成长都比较成长价段）。自始至终，这种但是建议了AAV-ie-K558R 行按照传递数据Atoh1猛烈引导耳蜗中的 HC 样神经受损血細胞二次利用。
图4 AAV-ie-K558R-Atoh1诱导耳蜗中的 HC 样细胞再生
结论
该团队通过对AAV衣壳进行突变筛选，在AAV-ie的基础上筛选出新的AAV-ie-K558R载体，可以高效感染耳蜗HCs和SCs，并且通过携带不同基因，恢复了由基因突变导致的听力损伤，以及诱导HC样细胞再生。证明了AAV-ie-K558R在治疗由毛细胞死亡或基因突变引起的听力损失方面的临床潜力。
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