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研究背景
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研究结果
目前，仅有少数研究尝试使用基因治疗方法恢复雌性的生育能力。在《Cell Reports Medicine》这期中，Kanatsu-Shinohara等人展示了一种新颖的方法，增加了颗粒细胞中Kit配体（Kitl）的表达，从而成功地促进了先天性不孕雌性小鼠的排卵。颗粒细胞和卵母细胞之间的KITL-KIT相互作用在卵母细胞发育的几个阶段中至关重要。由于AAV具有经过跨细胞转运的独特能力，作者研究了基于AAV的载体穿越血-卵泡屏障（BFB）并在颗粒细胞中表达Kitl的能力。通过将含有报告基因（mCherry）的几种AAV血清型（AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7M8、AAV9、AAVDJ和AAVDJ8）微注射到正常小鼠的卵巢中进行评估（图1A）。其中，AAV9血清型显示出最高的颗粒细胞转导效率，并且在存在神经氨酸酶的情况下进一步增强。
值得注意的是，尽管作者第一次发现BFB突破和AAV9载体感染颗粒细胞的证据，但这些载体并没有感染卵母细胞，因为它极大地降低了外援基因转移的风险。通过利用AAV9载体的这种独特能力，作者随后通过在不孕小鼠（KitlSl-t/KitlSl-t）中表达Kitl来调节卵母细胞微环境，并进一步评估其对卵母细胞发育和生育能力的影响。Kitl过表达并没有导致卵母细胞凋亡。此外，没有证据表明CD4+或CD8+细胞浸润。在未接受任何基因治疗的对照雌性小鼠（KitlSl-t/KitlSl-t）中，组织学染色显示卵巢相对较小，卵泡停滞在早期阶段，具有单层颗粒细胞。然而，在给予AAV9-Kitl后，KitlSl-t/KitlSl-t小鼠的卵巢出现了生长的卵泡，表明Kitl的表达及其在卵母细胞发育中的作用。来自不孕小鼠（KitlSl-t/KitlSl-t）的外周血样本中雌激素水平低于野生型小鼠，但促卵泡生成激素（FSH）和黄体生成素（LH）显著增加。这种现象类似于人类早期卵巢功能不全。给予AAV9-Kitl后，不孕小鼠的FSH水平在前10天内急剧下降，而LH在70天内保持不变。即使经过基因治疗，雌激素水平也没有显著变化。19只注射AAV-Kitl载体的雌性小鼠中有8只（42.1%）怀孕（图1B）。第一窝幼仔在向小鼠注射载体后的平均65.6天出生。利用慢病毒和不同的AAV7血清型载体表达Kitl的一系列对照实验确认了AAV9血清型恢复生育能力的特异性。然而，所有接受慢病毒-Kitl的12只雌性小鼠和所有接受AAV7M8-Kitl的8只雌性小鼠都保持不孕。这突显了选择适当的AAV血清型以突破BFB和拯救生育能力的重要性。
图1：AAV介导的基因传递到卵巢，恢复先天性不孕KitlSl-t/KitlSl-t小鼠的卵母细胞生成
虽然这些数据令人鼓舞，并提出了一种新的实验方法，但正如作者所强调的，需要在临床应用之前进行进一步研究。需要使用敏感的检测技术来研究长期AAV暴露可能导致的卵母细胞意外转导。对父母卵母细胞-颗粒细胞复合体和后代进行高通量DNA测序分析将至关重要，以记录病毒整合事件进入宿主基因组的情况。使用其他AAV血清型和经过良好表征的衣壳，以增加颗粒细胞的感染性，但不感染颗粒细胞之外的细胞。另一个重要参数是确定转运作用的分子机制以及受体小鼠的长期生育能力。
总结，这项研究表明，在神经氨酸酶存在的情况下，AAV9可以在体内特异性感染颗粒细胞，并且这种优雅的策略可以用于基因操作，促进卵母细胞发育并恢复雌性小鼠的生育能力。由于在后代中没有发现载体的垂直传播，这些发现证明了基于AAV的基因治疗相对安全，并具有治疗女性不孕症的巨大潜力。
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参考文献
Pathak S, Sarangi P, Jayandharan GR. Gene therapy for female infertility: A farfetched dream or reality?. Cell Rep Med. 2022;3(5):100641.
文献分享丨侯栋
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