【on-target2.0】AAV感染肾脏 | 血清型·启动子·注射用量 | 一篇就GO了！
肾脏（Kidney） 是生理代谢的重要器官。哺乳动物的肾脏呈豆状，主要分为皮质和髓质两部分。皮质在外层，是尿液初步形成的区域；髓质位于其下，由肾锥体组成，负责进一步浓缩尿液。 肾单位（Nephron） 是肾脏的基本功能单位，由肾小体与肾小管组成。肾脏不仅能够排泄废物，过滤血液中的代谢产物并通过尿液排出，还可以调节水分与电解质，同时维持酸碱平衡；此外，肾脏具有内分泌功能，能够产生红细胞生成素促进红血球生成，产生肾素参与血压调节。总而言之，肾脏在维持内环境稳定方面发挥关键作用。
肾脏的结构 (Blausen.com staff, WikiJournal of Medicine, 2014)
肾单位是肾脏的基本功能单位 (Picture from NIDDK, NIH)
据报道，肾脏疾病影响着全世界多达13%的人口，其中， 慢性肾脏病（CKD） 更是被视为一种全球性的健康负担。CKD患者逐渐丧失肾功能或出现肾脏结构异常，发展到后期可能导致肾衰竭、肾脏纤维化甚至尿毒症，常见病因包括慢性肾炎、高血压、糖尿病等。由于心血管疾病、2型糖尿病和慢性肾脏病之间的关联非常紧密，因此近年来越来越多研究关注 心肾代谢综合征（CMK） 的评估、诊断与治疗。
鉴于肾脏的结构和功能复杂，关于肾脏疾病发病机制和治疗方法的研究通常与基因递送、基因治疗相结合。 重组腺相关病毒载体 （recombinant adeno-associated virus, rAAV ）具有血清型种类多样、免疫原性低、长期稳定表达基因、宿主范围广等优势，在基因功能研究和基因治疗递送中占据主导地位。越来越多研究者借助AAV载体进行肾脏相关研究。
01 AAV血清型的选择
AAV血清型的选择取决于所需转导的目标组织。AAV9、AAV8、AAV6和AAV2等血清型被报道可用于靶向肾脏，其中 AAV9 血清型在肾脏相关研究中使用最广，并且可以配合多种注射方式。
AAV9靶向肾脏 (C J Rocca, et al., Gene Therapy, 2014)
除了常规的天然血清型，目前还有多种能够特异性靶向肾脏的工程化血清型已被开发和应用。新血清型 AAV.k13 、 AAV.k20 和 AAV.cc47 被报道能够高效靶向肾脏，并且主要转导近端肾小管。 AAV-GEC 是基于AAV2改造的一种新血清型，通过尾静脉注射能够特异性且高效地靶向肾小球内皮细胞，在多种小鼠、大鼠以及人原代肾小球内皮细胞中均能够实现。经和元研发团队测试以及客户验证， AAV-X1.1 也能够高效感染肾脏。
AAV.cc47对小鼠近端肾小管的转导能力强 (Jennifer L Peek, et al., Mol Ther Methods Clin Dev, 2025)
AAV2-GEC特异性转导肾小球上皮细胞 (Guochao Wu, et al., J Clin Invest, 2024)
02 启动子的选择
由于肾脏不同部位的功能不同，其中的细胞类型也是复杂多样的。 肾脏足细胞 （Podocyte）是肾小囊脏层上皮细胞，参与肾小球的筛选过程，维持滤过屏障。 肾小管上皮细胞 （Renal tubular epithelial cells, RTECs）负责尿液的形成和调节，该类细胞构成单层上皮，覆盖 近端肾小管 、 肾髓袢 、 远端肾小管 等结构。为了靶向肾脏中特定的细胞类型，除了选择合适的血清型以外，还要配合对应的细胞特异性启动子。肾脏细胞特异性启动子有以下这些：
肾脏特异性启动子的效果 (Laureano D Asico, et al., Biochem Biophys Res Commun., 2018)
03 注射方式及注射剂量
尾静脉注射 是最常见的AAV递送方式，在AAV介导的肾脏基因治疗递送中也有应用。此外，肾脏特有的注射方式还包括 肾盂注射 、 经输尿管逆行注射 以及 肾实质注射 等。
注射操作视频请点击文末 阅读原文 。
04 客户应用案例
在肾脏缺血再灌注损伤（IRI）过程中，BMAL1已被证实能够减轻炎症和肾脏损伤。然而，BMAL1介导的肾小管上皮细胞-巨噬细胞相互作用在IRI诱导的肾纤维化中的作用机制仍不清楚。武汉大学人民医院研究团队发现IRI导致BMAL1表达受到抑制，并通过外泌体miR-27a-3p-TGFBR1/smad3通路促进间质转化和肾纤维化。 研究人员利用携带Kspc启动子的AAV9病毒载体尾静脉注入小鼠体内 ， 使得小鼠肾小管上皮细胞特异性过表达BMAL1基因 ，结果表明BMAL1过表达可降低肾脏IRI诱导的间质转化和肾纤维化，但不影响外泌体的数量。 本研究所使用的AAV由和元提供 。
BMAL1过表达可降低肾脏缺血再灌注损伤诱导的间质转化和肾纤维化 (Wu Chen, et al., Theranostics, 2026)
尿液中存在过量蛋白质为特征的疾病统称为蛋白尿性肾脏疾病，其中就包括糖尿病肾病（DKD）。已有研究表明，肾脏足细胞中过量的脂质积累是蛋白尿性肾脏疾病的一个重要的病理过程。陆军医科大学附属第二医院的科研团队发现足细胞特异性Dock5缺乏加剧了蛋白尿性肾病中的足细胞损伤和肾小球病理，这主要是通过调节LXRα/CD36信号通路对脂肪酸的摄取来实现的。研究过程中为了评估LXRα是否是Dock5在足细胞中发挥作用的关键， 研究人员用和元构建的AAV2-Nphs1-shLXRα在患有糖尿病肾病的Dock5 cKO小鼠中进行足细胞特异性LXRα干扰 。敲低足细胞中的LXRα显著减弱了Dock5缺乏引起的一系列改变。
DKD条件下利用AAV在Dock5 cKO小鼠中进行足细胞特异性LXRα干扰 (Hua Qu, et al., Advanced Science, 2024)
肾脏纤维化是一种病理生理改变，影响着慢性肾脏病的发展进程。南昌大学第一附属医院的研究团队发现E3连接酶TRIM65是肾纤维化的正调节剂。TRIM65通过调节NUDT21介导的选择性多聚腺苷酸化（APA）来促进肾纤维化。 研究人员通过肾盂注射AAV9来降低肾脏中NUDT21的表达 ，发现正常小鼠肾脏中单侧输尿管梗阻诱导的肾纤维化加剧，并且TRIM65缺失的保护作用也被阻断。 本研究所使用的AAV由和元提供 。
TRIM65靶向NUDT21以调节肾纤维化 (Liguo Zhu, et al., Advanced Science, 2023)
开学焕新季
全血清型覆盖
高效精准靶向肾脏AAV包装定制 7 折起
活动时间：2026.9.1-2026.9.30
立即咨询 📞15800353038
参考文献
[1] Rocca CJ, Ur SN, Harrison F, Cherqui S. rAAV9 combined with renal vein injection is optimal for kidney-targeted gene delivery: conclusion of a comparative study. Gene Ther. 2014;21(6):618-628.
[2] Peek JL, Rosales A, Qi J, et al. Efficient kidney gene transfer and proximal tubule transduction using self-complementary AAV.cc47 vectors. Mol Ther Methods Clin Dev. 2025;33(4):101606. Published 2025 Oct 6.
[3] Wu G, Liu S, Hagenstein J, et al. Adeno-associated virus-based gene therapy treats inflammatory kidney disease in mice. J Clin Invest. 2024;134(17):e174722. Published 2024 Aug 15.
[4] Chen W, Zhao S, Yang S, et al. BMAL1 regulates tubular epithelial-derived exosomal miR-27a-3p to inhibit macrophage-myofibroblast transition and alleviate ischemia/reperfusion-induced renal fibrosis. Theranostics. 2026;16(12):6988-7006. Published 2026 May 18.
[5] Qu H, Liu X, Zhu J, et al. Dock5 Deficiency Promotes Proteinuric Kidney Diseases via Modulating Podocyte Lipid Metabolism. Adv Sci (Weinh). 2024;11(11):e2306365.
[6] Wei S, Huang X, Zhu Q, et al. TRIM65 deficiency alleviates renal fibrosis through NUDT21-mediated alternative polyadenylation. Cell Death Differ. 2024;31(11):1422-1438.
