AAV의 전사체 분석

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 19395(2022) 이 기사 인용

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망막병증은 결국 시력 상실로 이어지는 복잡한 병리를 지닌 다인성 질환입니다. 동물 모델은 병태생리학의 이해와 새로운 치료 옵션의 식별을 용이하게 합니다. 그러나 각 동물 모델은 특정 질병 측면만 반영하며 대부분의 질병 모델의 특정 분자 변화에 대한 이해는 제한적입니다. 여기에서 우리는 인간 VEGF-A, TNF-α 또는 IL-6을 발현하는 재조합 Adeno 관련 바이러스(AAV)로 형질전환된 쥐 안구 조직의 전사체 분석을 수행했습니다. VEGF 발현은 세포외 기질(ECM) 관련 유전자의 뚜렷한 조절을 가져왔습니다. 대조적으로, TNF-α와 IL-6은 모두 인터루킨 신호전달과 보체 연쇄반응에서 보다 유사한 유전자 발현 변화를 가져왔고, TNF-α에 의해 유도된 변화는 더욱 두드러졌습니다. 더욱이, 단일 세포 RNA 서열 분석 데이터의 통합은 VEGF에 의한 내피 세포 특이적 마커 유전자의 증가를 시사하는 반면, TNF-α 발현은 T 세포 마커 발현을 증가시켰습니다. TNF-α와 IL-6 발현 모두 대식세포 마커의 증가를 가져왔습니다. 마지막으로, AAV-VEGF 처리된 마우스의 전사체 변화는 특히 ECM 구성요소 및 내피 세포 특이적 유전자 발현과 관련하여 산소 유발 망막증 모델에서 관찰된 유전자 발현 변화와 크게 겹쳤습니다. 전체적으로, 우리의 연구는 VEGF, TNF-α 및 IL-6에 의해 유발된 유전자 발현 변화에 대한 귀중한 조사를 나타내며 연구자들이 인간 병리생리학과의 일치를 기반으로 망막병증에 대한 적절한 동물 모델을 선택하는 데 도움이 될 것입니다.

당뇨병성 망막병증(DR), 연령 관련 황반변성(AMD), 포도막염 또는 미숙아 망막병증(ROP)과 같은 망막병증은 환자에게 혈관병증, 염증, 신경변성 및 섬유증을 포함한 복잡한 병리를 나타내며 궁극적으로 실명에 이르게 됩니다. 다수의 분자적 변화가 이러한 망막 병리와 연관되어 있습니다. 예를 들어 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 종양 괴사 인자 알파(TNF-α) 또는 인터루킨-6(IL-6)의 발현 변화가 있습니다. VEGF는 혈관 누출 및 병리학적 혈관신생을 유발하며, VEGF 단백질은 습성 AMD1, DR2, 당뇨병성 황반부종(DME)3 및 ROP4에서 상향조절되는 것으로 나타났습니다. 따라서 항-VEGF 치료가 습성 AMD5 및 DME6에 대한 표준 치료로 등장했습니다. 많은 망막병증의 또 다른 일반적인 특징은 염증입니다. TNF-α 및 IL-6 단백질과 같은 전염증성 사이토카인은 DR7,8 및 포도막염 환자의 유리체에서 상향조절됩니다9,10.

다양한 전임상 설치류 모델은 망막병증에서 VEGF, TNF-α 또는 IL-6의 기능을 직간접적으로 밝혀냈습니다. 습성 AMD 또는 ROP와 같은 증식성 망막병증에서 관찰되는 것과 유사한 혈관 병리를 나타내는 자주 사용되는 동물 모델 중 하나는 산소 유발 망막병증(OIR) 모델입니다. VEGF13,14,15를 발현하는 형질전환 쥐, 재조합 VEGF 단백질16,17,18 또는 VEGF19,20,21,22,23을 발현하는 재조합 아데노 관련 바이러스(AAV)의 안구내 주사를 통해 VEGF가 필요할 뿐만 아니라 충분하다는 사실도 입증되었습니다. 혈관병증을 유발합니다. 따라서 항-VEGF 치료는 OIR 모델에서 혈관신생을 예방하며17,24 이러한 전임상 연구는 현대 항-VEGF 치료법의 길을 열었습니다. 또한, 망막병증 환자에서 관찰되는 염증 과정은 설치류에서 모델링될 수도 있습니다. 예를 들어 내독소 또는 항원 유발 포도막염25,26,27 또는 Aire 유전자가 결여된 형질전환 마우스28,29와 같은 포도막염 마우스 모델을 통해 모델링할 수 있습니다. 유사하게, TNF-α 및 IL-6의 재조합 단백질 또는 AAV 매개 발현은 설치류 눈에서 염증을 유발하지만, IL-6의 직접적인 기능은 더 논란의 여지가 있습니다19,30,31,32. 다시 말하지만, 항-TNF-α 또는 항-IL-6 치료는 다양한 포도막염 모델에서 유도된 병리를 개선합니다33,34,35.