AAV-PHP.eB血清型注射腦區(qū)應(yīng)用案例
文章標(biāo)題：TSP50 deficiency in neural stem cells aggravates colitis in mice by altering intestinal microbiome
發(fā)表期刊：npj Biofilms and Microbiomes (IF 9.2)
合作客戶：東北師范大學(xué)鮑永利/李嘉瑋/楊曉光研究團(tuán)隊(duì)
維真助力
基因信息：睪丸特異性蛋白酶50（TSP50）
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：NSCs-TSP50缺陷小鼠
病毒產(chǎn)品：AAV-PHP.eB-TSP50
注射方式：尾靜脈注射
病毒用量：5×1013 genome copies per mouse
發(fā)表期刊：npj Biofilms and Microbiomes (IF 9.2)
合作客戶：東北師范大學(xué)鮑永利/李嘉瑋/楊曉光研究團(tuán)隊(duì)
維真助力
基因信息：睪丸特異性蛋白酶50（TSP50）
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：NSCs-TSP50缺陷小鼠
病毒產(chǎn)品：AAV-PHP.eB-TSP50
注射方式：尾靜脈注射
病毒用量：5×1013 genome copies per mouse
AAV-PHP.eB-TSP50恢復(fù)了NSC-TSP50缺陷小鼠大腦中TSP50的表達(dá)水平
研究背景
炎癥性腸�。↖BD）是一種復(fù)雜的疾病，其特征是胃腸道的持續(xù)性慢性炎癥和周期性發(fā)作。盡管相關(guān)研究數(shù)量不斷增加，但I(xiàn)BD的詳細(xì)發(fā)病機(jī)制尚未闡明。近年來，宿主與微生物群的相互作用在IBD發(fā)病機(jī)制中受到廣泛關(guān)注。睪丸特異性蛋白酶50（TSP50）是IBD的一個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)基因，但其是否能通過調(diào)節(jié)腸道微生物群來影響結(jié)腸炎易感性仍不清楚。
炎癥性腸�。↖BD）是一種復(fù)雜的疾病，其特征是胃腸道的持續(xù)性慢性炎癥和周期性發(fā)作。盡管相關(guān)研究數(shù)量不斷增加，但I(xiàn)BD的詳細(xì)發(fā)病機(jī)制尚未闡明。近年來，宿主與微生物群的相互作用在IBD發(fā)病機(jī)制中受到廣泛關(guān)注。睪丸特異性蛋白酶50（TSP50）是IBD的一個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)基因，但其是否能通過調(diào)節(jié)腸道微生物群來影響結(jié)腸炎易感性仍不清楚。
研究結(jié)果
1.TSP50缺失小鼠中結(jié)腸炎的惡化取決于腸道微生物群
研究結(jié)果顯示，神經(jīng)干細(xì)胞中TSP50缺陷可增加小鼠對(duì)DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的易感性，并導(dǎo)致腸黏膜屏障損傷。 通過16S rRNA 測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)NSC中的TSP50缺失改變了腸道微生物群的組成并減少了短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。用抗生素雞尾酒（ABX）處理耗盡小鼠腸道菌群后，TSP50缺失組小鼠與對(duì)照組在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度上的差異被消除，表明腸道微生物群是TSP50缺失加劇結(jié)腸炎的關(guān)鍵因素。移植正常小鼠糞便或單獨(dú)補(bǔ)充AKK菌后，TSP50缺失小鼠的結(jié)腸炎易感性降低，證實(shí)特定菌群（如Akk菌）的缺失是結(jié)腸炎惡化的直接原因。值得注意的是，調(diào)節(jié)菌群可恢復(fù)腸道SCFAs水平，但無法逆轉(zhuǎn)TSP50缺失導(dǎo)致的杯狀細(xì)胞減少和MUC2分泌降低。這些數(shù)據(jù)共同表明，腸道微生物群的改變可能是TSP50缺失小鼠結(jié)腸炎表型的原因，而黏蛋白分泌減少是TSP50基因缺陷的直接結(jié)果。
1.TSP50缺失小鼠中結(jié)腸炎的惡化取決于腸道微生物群
研究結(jié)果顯示，神經(jīng)干細(xì)胞中TSP50缺陷可增加小鼠對(duì)DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的易感性，并導(dǎo)致腸黏膜屏障損傷。 通過16S rRNA 測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)NSC中的TSP50缺失改變了腸道微生物群的組成并減少了短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。用抗生素雞尾酒（ABX）處理耗盡小鼠腸道菌群后，TSP50缺失組小鼠與對(duì)照組在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度上的差異被消除，表明腸道微生物群是TSP50缺失加劇結(jié)腸炎的關(guān)鍵因素。移植正常小鼠糞便或單獨(dú)補(bǔ)充AKK菌后，TSP50缺失小鼠的結(jié)腸炎易感性降低，證實(shí)特定菌群（如Akk菌）的缺失是結(jié)腸炎惡化的直接原因。值得注意的是，調(diào)節(jié)菌群可恢復(fù)腸道SCFAs水平，但無法逆轉(zhuǎn)TSP50缺失導(dǎo)致的杯狀細(xì)胞減少和MUC2分泌降低。這些數(shù)據(jù)共同表明，腸道微生物群的改變可能是TSP50缺失小鼠結(jié)腸炎表型的原因，而黏蛋白分泌減少是TSP50基因缺陷的直接結(jié)果。
神經(jīng)干細(xì)胞中TSP50缺陷增加小鼠對(duì)DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的易感性
2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)靶向補(bǔ)充TSP50可降低TSP50fl/flNestinCre小鼠對(duì)結(jié)腸炎的易感性
與對(duì)照組相比，TSP50缺陷小鼠結(jié)腸ACh減少，而其他神經(jīng)遞質(zhì)檢測(cè)無顯著差異，ACh補(bǔ)充恢復(fù)了TSP50缺陷導(dǎo)致的腸粘膜屏障損傷和腸道微生物群，特別是阿克曼氏菌屬。AChE是一種高效的水解酶，可催化ACh的水解，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)TSP50缺陷小鼠大腦和結(jié)腸中的AChE蛋白表達(dá)減少；Co-IP及GST pull-down等證實(shí)TSP50與AChE直接結(jié)合，并且其天冬氨酸（D206）是水解AChE的關(guān)鍵位點(diǎn)。使用AChE抑制劑NMS治療可緩解TSP50缺陷小鼠的腸粘膜屏障破壞，并降低對(duì)結(jié)腸炎的易感性。先前的研究表明，腸道來源的TSP50在調(diào)節(jié)腸黏膜屏障中具有重要作用。為了進(jìn)一步區(qū)分NSCs來源和腸道來源的TSP50的功能，研究團(tuán)隊(duì)將攜帶TSP50的AAV-PHP.eB病毒載體靜脈注射至NSCs特異性TSP50缺失小鼠體內(nèi)，腦內(nèi)TSP50表達(dá)恢復(fù)，而腸道TSP50仍維持缺失狀態(tài)。檢測(cè)結(jié)果顯示CNS中特異性補(bǔ)充TSP50可以恢復(fù)NSCs-TSP50缺陷小鼠的ACh水平、杯狀細(xì)胞數(shù)量、粘蛋白分泌、腸粘膜通透性和腸道炎癥，并顯著降低結(jié)腸炎易感性。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)僅補(bǔ)充神經(jīng)干細(xì)胞中的TSP5 時(shí)，缺陷小鼠的腸黏膜屏障功能和結(jié)腸炎易感性恢復(fù)正常，表明研究中觀察到的表型主要?dú)w因于神經(jīng)干細(xì)胞中TSP50的功能。
與對(duì)照組相比，TSP50缺陷小鼠結(jié)腸ACh減少，而其他神經(jīng)遞質(zhì)檢測(cè)無顯著差異，ACh補(bǔ)充恢復(fù)了TSP50缺陷導(dǎo)致的腸粘膜屏障損傷和腸道微生物群，特別是阿克曼氏菌屬。AChE是一種高效的水解酶，可催化ACh的水解，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)TSP50缺陷小鼠大腦和結(jié)腸中的AChE蛋白表達(dá)減少；Co-IP及GST pull-down等證實(shí)TSP50與AChE直接結(jié)合，并且其天冬氨酸（D206）是水解AChE的關(guān)鍵位點(diǎn)。使用AChE抑制劑NMS治療可緩解TSP50缺陷小鼠的腸粘膜屏障破壞，并降低對(duì)結(jié)腸炎的易感性。先前的研究表明，腸道來源的TSP50在調(diào)節(jié)腸黏膜屏障中具有重要作用。為了進(jìn)一步區(qū)分NSCs來源和腸道來源的TSP50的功能，研究團(tuán)隊(duì)將攜帶TSP50的AAV-PHP.eB病毒載體靜脈注射至NSCs特異性TSP50缺失小鼠體內(nèi)，腦內(nèi)TSP50表達(dá)恢復(fù)，而腸道TSP50仍維持缺失狀態(tài)。檢測(cè)結(jié)果顯示CNS中特異性補(bǔ)充TSP50可以恢復(fù)NSCs-TSP50缺陷小鼠的ACh水平、杯狀細(xì)胞數(shù)量、粘蛋白分泌、腸粘膜通透性和腸道炎癥，并顯著降低結(jié)腸炎易感性。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)僅補(bǔ)充神經(jīng)干細(xì)胞中的TSP5 時(shí)，缺陷小鼠的腸黏膜屏障功能和結(jié)腸炎易感性恢復(fù)正常，表明研究中觀察到的表型主要?dú)w因于神經(jīng)干細(xì)胞中TSP50的功能。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)靶向補(bǔ)充TSP50可降低 TSP50fl/flNestinCre小鼠對(duì)結(jié)腸炎的易感性
研究結(jié)論
綜上所述，本研究表明NSC中的TSP 50可以通過調(diào)節(jié)ACh水平和腸道微生物群來保護(hù)小鼠免受DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。這些發(fā)現(xiàn)為宿主腸道微生物群提供了新的視角，這可能有助于開發(fā)IBD的潛在治療策略。
綜上所述，本研究表明NSC中的TSP 50可以通過調(diào)節(jié)ACh水平和腸道微生物群來保護(hù)小鼠免受DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。這些發(fā)現(xiàn)為宿主腸道微生物群提供了新的視角，這可能有助于開發(fā)IBD的潛在治療策略。
標(biāo)簽：
AAV-PHP.eB
結(jié)腸炎
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