AAV-9病毒转载sfrp1靶向干预wnt信号通路治疗心力衰竭大鼠分子机制研究

摘要 目的：探讨腺病毒9（AAV-9）转载可溶性卷曲相关蛋白1（Sfrp1）靶向干预wnt信号通路治疗心力衰竭大鼠的效果和分子机制。方法：选择45只健康SD雄性大鼠作为研究对象,随机分为对照组、模型组和sfrp1组,各15只。模型组和sfrp1组采用左前降支动脉结扎手术建立慢性心力衰竭大鼠模型后,给予对照组和模型组大鼠经尾静脉注射生理盐水,给予sfrp1组大鼠经尾静脉注射AAV-sfrp1载体。分别在建模成功时和注射AAV-9病毒载体第28 d通过心脏超声评价各组大鼠心功能[左室射血分数（LVEF）、左室收缩期内径（LVIDS）和左室短轴缩短率（LVFS）]。采用酶联免疫吸附法检测腹主动脉血血清中Ⅰ型和Ⅲ型胶原水平。采用TUNEL法检测各组大鼠心肌细胞凋亡情况。采用Western blot技术检测心肌组织细胞中β-catenin、Dvl-1和α-SMA蛋白表达情况。结果：模型组和sfrp1组大鼠建模成功时的LVEF、LVFS均显著低于对照组,LVIDS显著大于对照组。注射AAV-9病毒载体后第28 d时sfrp1组大鼠LVEF和LVFS显著增加并显著大于模型组,LVIDS显著降低并显著低于模型组（P<0.05）。sfrp1组大鼠血清胶原Ⅰ和胶原Ⅲ水平以及心肌细胞凋亡比例均显著高于对照组,但显著低于模型组（P<0.05）。sfrp1组大鼠心肌组织中β-catenin、Dvl-1、α-SMA蛋白相对表达水平显著高于对照组,但显著低于模型组（P<0.05）。结论：AAV-9病毒转载sfrp1能够通过靶向抑制wnt信号通路以及抑制心肌胶原合成,降低心肌细胞凋亡,改善心力衰竭大鼠心脏功能。     

利用dCas9-FokI编辑大鼠Dnmt1基因

CRISPR/Cas9的发现为多种生物的基因编辑提供了强有力的工具。然而,该系统在提供靶向性基因修饰的同时,会产生一些不需要的突变,即脱靶现象。为提高CRISPR/Cas9的特异性,我们将野生型FokI核酸内切酶的功能结构域与催化功能区失活的Cas9蛋白(dCas9)进行融合,形成融合蛋白用于降低脱靶效应。FokⅠ是一种依赖于二聚化才能行使内切酶活性的核酸酶,在本研究中,通过将FokⅠ功能结构融合到dCas9的N端,构建表达质粒pST1374-dCas9-FokⅠ。我们前期研究中,发现一个sgRNA在介导Cas9编辑Dnmt1基因建立条件敲除大鼠时,存在显著的脱靶现象。以此为基础,我们利用dCas9-FokⅠ/sgRNA系统编辑大鼠Dnmt1基因,研究该系统是否能够进行基因编辑以及是否能够提高基因编辑特异性。将转录好的dCas9-FokⅠ mRNA和sgRNA显微注射到SD大鼠的受精卵中,用于产生基因编辑大鼠。通过显微注射以及胚胎移植,最终获得43只F0代大鼠,其中两只在靶点位置包含突变,突变效率达4.5%。对脱靶情况进行分析,结果显示,无脱靶现象存在。综上,表明dCas9-FokⅠ/sgRNA可以应用于编辑大鼠基因,并能显著提高特异性。尽管dCas9-FokⅠ/sgRNA系统相比于Cas9/sgRNA系统,基因编辑效率有所下降,但是该技术的发展为基因治疗提供了可供选择的潜在工具。