细胞子问题:彭向/邓春华团队通过AAV基因疗法恢复小鼠生育能力

来源：生物世界2022-11-07 16:20

本研究证实了AAV介导的遗传性LCF基因治疗的可行性、安全性和有效性，为遗传性LCF基因治疗药物的研发奠定了重要基础。

睾丸间质细胞(LC)合成并分泌男性体内95%以上的睾酮，对维持男性性特征、内分泌稳态和生殖功能至关重要。睾酮合成相关基因的失活突变导致睾丸间质细胞衰竭(LCF)，会导致睾酮缺乏、性发育异常和男性不育。外源性睾酮补充疗法虽然可以部分恢复患者的血清睾酮水平，但对恢复患者的生殖功能作用不大。

因此，迫切需要寻找和探索一种新的治疗LCF的方法。LCF的根本原因是参与睾酮合成的基因的缺陷，基因治疗是最有前景的潜在治疗策略之一。腺病毒相关病毒(AAV)具有组织细胞靶向性、低免疫原性和非整合性等优点，在基因治疗中发挥着至关重要的作用。然而，AAV介导的LCF基因治疗的可行性、安全性和有效性尚未见报道。

近日，中山大学中山医学院的彭向团队和中山大学附属第一医院的邓春华团队在Cell Reports Medicine上发表了一篇题为《AAV介导的基因治疗在Leydig细胞衰竭的LHCGR缺陷小鼠模型中产生可育后代》的研究论文。

这项研究首次证明，AAV介导的基因治疗可以恢复LCF小鼠的睾酮水平，重启生殖系统的发育，促进精子生成，产生健康可育的后代。上述概念验证结果表明，基因治疗有望成为治疗LCF的有效方法，并具有潜在的临床应用价值。

以往的研究发现，黄体生成素受体(Lhcgr)是睾丸间质细胞(LC)成熟和睾酮合成所必需的。在Lhcgr缺陷(Lhcgr-/-)雄性小鼠中，LC发育异常导致睾酮水平低下，表现为性发育异常和精子成熟迟缓，最终导致不育。Lhcgr-/-小鼠在表型上与LCF患者高度一致，可以作为探索LCF新疗法的良好动物模型。

基于该模型，研究人员首先通过比较不同血清型AAV，筛选出对睾丸内LC细胞靶向和转染率最高的血清型AAV8，并进一步证明AAV8不感染睾丸内的生精细胞和支持细胞。然后，研究人员构建了编码小鼠Lhcgr序列的AAV8载体(AAV8-Lhcgr)，并将其用于治疗青春期前Lhcgr-/-小鼠。结果表明，经过4周的基因治疗，小鼠血清睾酮水平达到正常小鼠的30%，Lhcgr-/-雄性小鼠睾丸下降至阴囊、睾丸和附睾，表明AAV基因治疗可以恢复青春期Lhcgr-/-小鼠的性发育。

进一步观察发现，LHCG-/-小鼠睾丸生精小管直径明显增大，附睾尾管出现大量精子，精子数量和活力明显增加，而对照组LHCG-/-小鼠未检测到精子。为了评估基因治疗后产生的精子能否受精，研究人员进行了体外受精实验，最终产下了58只后代小鼠。更有趣的是，Lhcgr-/-小鼠经过基因治疗后的后代生育能力正常，通过自然繁殖可以获得第二代小鼠。同时，在后代中未检测到AAV8载体序列信号，证明了AAV治疗的生殖安全性。

为了证实这种治疗的长期有效性，研究人员评估了6个月基因治疗后Lhcgr-/-小鼠的功能恢复情况。结果显示，小鼠血清睾酮浓度、雄性性征、精子发生、精液参数等指标均有明显改善，表明单一基因治疗有望实现长期改善。

临床上，大部分LCF患者直到成年后才确诊，因此错过了最佳治疗时机。该研究还发现，AAV介导的基因治疗恢复了成年Lhcgr-/-小鼠的睾酮水平，重启了生殖系统的发育，促进了精子的产生，与在青春期小鼠中获得的结果相似。这些结果表明，成年患者也可以通过AAV介导的疗法治疗遗传性LCF。

基于上述良好的治疗效果和安全性，研究人员还提出AAV介导的基因治疗也可能应用于其他类型的遗传性LCF，如3-羟基类固醇脱氢酶2型(3 -HSD2)缺乏症、细胞色素P450氧化还原酶(POR)缺乏症、17-羟化酶(CYP17A1)缺乏症、17-羟基类固醇脱氢酶3型(17-羟基类固醇脱氢酶3型)这项研究为LCF的治疗提供了新的思路，并有望应用于70多种遗传性性腺

综上所述，本研究证实了AAV介导的遗传性LCF基因治疗的可行性、安全性和有效性，为遗传性LCF基因治疗药物的研发奠定了重要基础。

中山大学中山医学院教授彭向，中山大学第一附属医生

院邓春华教授为共同通讯作者，团队成员夏凯博士、汪富林医师、赖兴强博士和八年制本科生董琳为文章的并列第一作者。中山大学眼科中心毛富祥教授、中山大学柯琼副教授、路易斯维尔大学医学院Zhenmin Lei也对此研究做出了重要贡献。

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