腺病毒載體是基因治療臨床試驗中常用的遞送工具,同時在腫瘤治療中,作為疫苗載體與溶瘤制劑也具備巨大應用潛力。其優勢在于可制備得到高滴度病毒,基因組易于改造,并且能夠在多種分裂與非分裂細胞中驅動高水平的轉基因表達。
盡管擁有上述優良特性,但人群中普遍存在的預存免疫,限制了腺病毒載體的大規模應用。絕大多數腺病毒載體基于5 型腺病毒(Ad5)構建,該問題在 Ad5 上尤為突出。預存體液免疫會造成轉基因表達水平低下;用于疫苗接種時,還會使機體針對靶抗原的 CD8?T 細胞應答減弱。因此,闡明抗 Ad5 抗體存在條件下,介導轉基因表達抑制、激活免疫應答的分子機制,將為克服預存免疫難題提供新的研究思路。
絕大多數抗 Ad5 中和抗體(NAbs)靶向病毒主要外殼蛋白六鄰體(hexon),更具體地說,是靶向其暴露于溶劑的高變區(HVR)。而 Ad5 依賴柯薩奇?腺病毒受體(CAR)的入胞過程,由纖突蛋白與五鄰體基底介導,六鄰體并不參與該過程。由此說明,這種中和效應并非通過傳統的阻斷病毒入胞途徑實現。
在靈長類與嚙齒類動物體內,Ad5 可被多種細胞攝取,包括庫普弗細胞與肝細胞。由于TRIM21幾乎在所有組織中廣泛表達,該分子可能在上述兩種細胞中均參與免疫應答。初次給予 Ad5 載體時,單核?吞噬系統會在病毒感染肝實質細胞之前將其清除。因此,本研究嘗試在Ad5感染前用荷蘭Liposoma巨噬細胞清除劑耗竭/清除巨噬細胞,以此區分巨噬細胞內 TRIM21 介導的中和作用與肝細胞內的中和效應。
為此,在注射 Ad5 之前,利用荷蘭Liposoma氯膦酸脂質體ClodronateLiposomes耗竭庫普弗細胞,并通過 Adgre1、Clec4f 標志物驗證耗竭效果。經氯膦酸處理的小鼠對脂多糖(LPS)的應答水平下降,證實巨噬細胞功能被有效耗竭。PBS 脂質體處理雖不會影響巨噬細胞數量,但會輕微減弱炎癥應答,因此后續實驗僅采用 PBS 作為對照組。

氯膦酸鹽脂質體ClodronateLiposomes清除肝臟巨噬細胞qPCR檢測方案。
(A) 分別給予 PBS、PBS 脂質體、氯膦酸脂質體處理 48?h 后,小鼠肝臟中庫普弗細胞標志物 Clec4f 與泛巨噬細胞標志物 Adgre1 的表達水平。
(B) 經 PBS、PBS 脂質體或氯膦酸脂質體處理的小鼠,注射 LPS?6?h 后肝臟細胞因子的誘導情況。每組小鼠樣本量 n?=?3。
Ad5 感染前 48 小時進行巨噬細胞耗竭處理,可提升轉基因表達水平(圖 1G),這與巨噬細胞能夠清除病毒、限制轉導效率的已知功能相吻合。該效應在病毒劑量為 10?的低劑量組中最為顯著,氯膦酸處理小鼠的轉基因表達提升 8 倍。該結果提示巨噬細胞優先攝取病毒;但高病毒劑量下巨噬細胞會達到攝取飽和,從而使肝細胞發生有效轉導。該發現與既往文獻報道的小鼠 Ad5 劑量?反應非線性關系一致:先給藥會使庫普弗細胞飽和,第二次給藥時更多病毒顆粒便可有效感染肝細胞(28)。
在給予野生型 rh9C12 抗體的條件下對小鼠注射 Ad5?Luc,PBS 組與氯膦酸處理組小鼠的轉基因表達均顯著下降(圖 1H)。兩種處理條件下該抑制效應均高度依賴 TRIM21,說明 TRIM21 能夠直接在肝細胞中高效阻斷基因遞送,該過程不依賴巨噬細胞的中和作用。

圖1.抗 Ad5 抗體介導的轉基因表達下調依賴 TRIM21。(A) 感染后不同時間點的病毒拷貝數。(B) 人 IgG1 結構模式圖。參與結合 Fcγ 受體的關鍵殘基標為紅色(L234/L235);TRIM21 與 FcRn 結合位點標為藍色(H433 為淺藍,N434、H435 為深藍)。(C) 在野生型小鼠體內,分別給予 2.5?μg 野生型 rh9C12 抗體、FcγR 結合缺陷突變體 LALA,檢測 Ad5?Luc 在肝臟中的相對感染水平。(D) 使用 1?μg 野生型 rh9C12 抗體、TRIM21 結合缺陷突變體 H433A,檢測 Ad5?Luc 在野生型與 T21?KO 小鼠肝臟(左)、脾臟(右)中的相對感染水平。(E) 使用 1:500 稀釋的抗 Ad5 免疫血清處理,感染 4?h 后的病毒拷貝數。(F) 使用不同稀釋比例的抗 Ad5 免疫血清,檢測 Ad5?Luc 在野生型與 T21?KO 小鼠肝臟中的相對感染水平。(G) 氯膦酸處理組與對照組小鼠中,以相對光單位(RLU)檢測得到的絕對感染水平。(H) 使用 1?μg 野生型 rh9C12 抗體、TRIM21 結合缺陷突變體 H433A,檢測氯膦酸處理組與對照組小鼠體內的相對感染水平。誤差棒代表平均值 ± 標準誤(mean ± SEM);每組小鼠樣本量 n?=?3?10。
論文信息:
論文題目:TRIM21 mediates antibody inhibition of adenovirus-based gene delivery and vaccination
期刊名稱:PNAS
時間期卷:115 (41) 10440-10445
Doi.org/10.1073/pnas.1806314115
產品信息:
貨號:CP-010-010
規格:10ml+10ml
品牌:Liposoma
產地:荷蘭
名稱:Clodronate Liposomes&Control Liposomes
辦事處:靶點科技
Clodronate Liposomes氯膦酸鹽脂質體清除腺病毒遞送小鼠肝臟巨噬細胞。荷蘭Liposoma巨噬細胞清除劑ClodronateLiposomes見刊于PNAS:TRIM21介導抗體對基于腺病毒的基因遞送和疫苗接種的抑制作用。

Liposoma巨噬細胞清除劑Clodronate Liposomes氯膦酸二鈉脂質體清除巨噬細胞的材料和方法:
In vivo macrophage depletion
Liver Macrophage Depletion.
巨噬細胞清除材料和方法文獻截圖:
