腺相关病毒介导拮抗型IL-4突变体基因治疗小鼠哮喘的初步研究

Asthma is a common chronic inflammatory airway disease. It has been demonstrated that interleukin(IL)-4 and IL-13 play crucial roles in asthma pathogenesis via mediating cell proliferation, IgE production, mucus hypersecretion, airway hyperresponsiveness, and inflammatory cellular influx. IL-4Rα-chain is an important functional signaling component of both IL-4 and IL-13 receptors. Drugs targeting IL-4Rα-chain effectively inhibit both IL-4 and IL-13 induced responses and show therapeutic potential in the treatment of asthma. However, these drugs prepared mostly as protein agents which have short half-life and need to be administrated repeatedly. It has been found that a murine IL-4 truncated protein deleting the C-terminus region has the same capacity of binding to IL-4Rα-chain as naive IL-4 while without signaling activity and serves as a IL-4R antagonist. Thus, we will prepare a recombinant AAV5 harboring a truncated murine IL-4 gene. Following local delivery of recombinant AAV5 intranasally, we will evaluate the safety and therapeutic effects on asthma, and make efforts to develop a noval gene therapy strategy which could offer safe, effective and long-lasting therapeutic effect on asthma.

支气管哮喘（简称哮喘）是严重威胁人们健康的慢性炎症性气道疾病。细胞因子IL-4和IL-13通过细胞表面受体介导细胞增殖、IgE产生、细胞黏蛋白分泌、气道高反应性以及炎性细胞浸润，与哮喘发生密切相关。IL-4受体和IL-13受体共用一条IL-4Rα链，阻断IL-4Rα链的信号传递可有效抑制上述生物学效应。以IL-4Rα为干预靶点的蛋白质药物在哮喘的治疗中取得了良好的效果，但存在价格昂贵、半衰期短、反复给药带来全身副作用等缺点。研究表明小鼠IL-4碳端结构域缺失的突变体可与IL-4Rα特异性结合但不能激活下游信号传导，可有效缓解哮喘症状。据此，我们拟制备携带小鼠IL-4截短型突变体基因的重组腺相关病毒（AAV5），通过对哮喘小鼠滴鼻给药使重组AAV5载体有效转染气道组织，进而稳定表达拮抗型IL-4突变体蛋白，产生长期有效的免疫调节作用，有望开发出一种安全、有效的哮喘基因治疗新方案。

支气管哮喘（简称哮喘）是严重威胁人们健康的慢性炎症性气道疾病。细胞因子IL-4和IL-13通过细胞表面受体介导细胞增殖、IgE产生、细胞黏蛋白分泌、气道高反应性以及炎性细胞浸润，与哮喘发生密切相关。IL-4受体和IL-13受体共用一条IL-4Rα链，阻断IL-4Rα链的信号传递可有效抑制上述生物学效应。以IL-4Rα为干预靶点的蛋白质药物在哮喘的治疗中取得了良好的效果，但存在价格昂贵、半衰期短、反复给药带来全身副作用等缺点。研究表明小鼠IL-4碳端结构域缺失的突变体可与IL-4Rα特异性结合但不能激活下游信号传导，可有效缓解哮喘症状。在本研究中我们制备了携带缺失碳端118个氨基酸的小鼠IL-4突变体基因的重组腺相关病毒（rAAV5/mIL-4Δ118和rAAV2/mIL-4Δ118），通过对哮喘小鼠雾化吸入给药使重组AAV5载体有效转染气道组织。我们发现重组病毒rAAV5/mIL-4Δ118和rAAV2/mIL-4Δ118给药均能显著降低哮喘小鼠呼吸系统阻力和支气管阻力，增加肺组织弹性和深吸气量。重组病毒给药后，哮喘小鼠的肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的比例显著降低，而且炎性细胞因子IL-5、IL-13和IFN-γ在肺泡灌洗液中的表达量也显著下调。我们研究结果表明重组病毒rAAV5/mIL-4Δ118和rAAV2/mIL-4Δ118能够显著缓解小鼠的哮喘症状。并且雾化吸入重组病毒后，除了肺组织外，其他非靶向组织均没有检测到重组病毒DNA，这表明本治疗方式具有很好的生物安全性。本研究为开发安全、有效的哮喘基因治疗方法提供了一个新思路。