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线粒体心肌病（MCM）缺乏有效治疗手段。本研究利用 Ndufs6gt/gt小鼠模型，探讨 AAV9-hNdufs6 基因治疗在不同疾病阶段的效果。发现早期干预可预防发病，成年治疗效果有限，机制与 Kupffer 细胞吞噬能力及 LamR 表达相关。
线粒体作为细胞的 “能量工厂”，其功能异常会引发多种严重疾病，线粒体心肌病（MCM）便是其中之一。由线粒体复合物 I（CI）基因突变导致的 MCM，目前缺乏有效的治疗手段，患者往往面临严重的心脏功能障碍甚至死亡。因此，探索针对 CI 缺陷型 MCM 的有效治疗方法，成为医学领域的迫切需求。
为解决这一难题，广州医科大学附属广州市妇女儿童医疗中心、深圳大学等国内研究机构的研究人员，开展了腺相关病毒 9（AAV9）介导的基因治疗研究。他们利用 Ndufs6 缺陷的 Ndufs6gt/gt小鼠模型（该模型因 Ndufs6 基因缺失导致线粒体 CI 功能异常，模拟人类 MCM 病理特征），旨在明确 AAV9-hNdufs6 基因治疗在不同疾病阶段的疗效及机制。研究结果表明，早期干预可有效预防 MCM 发生，而成年阶段治疗效果有限，相关研究发表在《Cell Death Discovery》。
研究主要采用了以下关键技术方法：构建 AAV9-hNdufs6 病毒载体，通过静脉注射对新生和成年 Ndufs6gt/gt小鼠进行基因治疗；利用超声心动图、跑步机耐力测试评估心脏功能；通过组织染色（如 Masson 三色染色、TUNEL 染色）分析心肌纤维化和细胞凋亡；借助透射电子显微镜观察线粒体超微结构；运用 Western blot、实时定量 PCR 等技术检测相关蛋白和基因表达；分离小鼠肝 Kupffer 细胞并评估其吞噬能力；通过细胞转染和病毒感染实验探究受体表达对 AAV9 转导效率的影响。
Ndufs6gt/gt小鼠模拟 CI 缺陷型心肌病
研究发现，Ndufs6gt/gt小鼠在出生后 4 周即出现心脏功能障碍，表现为射血分数（EF）和缩短分数（FS）降低，随年龄增长逐渐发展为严重心力衰竭。组织学分析显示，其心脏扩张、左心室舒张末期内径（LVEDD）增大、心肌纤维化加重，线粒体裂变增加、嵴结构破坏，CI 活性显著下降，寿命缩短。基因表达分析表明，Ndufs6 缺失与 AMPK 信号通路及脂肪酸代谢改变相关，证实该模型可较好模拟 CI 缺陷型 MCM。
早期 AAV9-hNdufs6 治疗预防心脏功能障碍
对新生 Ndufs6gt/gt小鼠（出生当天）进行 AAV9-hNdufs6 治疗，结果显示其心脏功能在治疗后 3 个月及 11 个月均维持正常，EF 和 FS 接近野生型小鼠，跑步机耐力显著优于未治疗组，寿命延长。组织学和超微结构分析表明，治疗可减轻心肌纤维化、抑制心肌细胞凋亡，恢复线粒体嵴结构和 CI 活性。机制研究发现，治疗通过激活 AMPK 信号通路，抑制 Drp1 磷酸化，减少线粒体裂变和活性氧（ROS）生成，从而保护线粒体功能。
成年阶段治疗效果有限
对 3 月龄成年 Ndufs6gt/gt小鼠（已出现心脏功能障碍）进行 AAV9-hNdufs6 治疗，3 个月后心脏功能仅轻微改善，LVEDD 和心脏重量 / 体重比（HW/BW）仍显著高于野生型，心肌纤维化和凋亡未缓解，线粒体损伤和 ROS 水平未明显降低，寿命未延长。进一步研究表明，成年小鼠肝 Kupffer 细胞吞噬能力增强，导致 AAV9 载体在肝脏滞留增加，心脏组织中 hNdufs6 表达较低；同时，成年小鼠心肌细胞中层粘连蛋白受体（LamR，AAV9 转导的关键受体）表达水平低于新生小鼠，影响病毒转导效率。
机制探讨与安全性评估
新生小鼠心肌细胞高表达 LamR，使 AAV9-hNdufs6 能有效转导并表达 Ndufs6，而成年小鼠因 LamR 表达低和 Kupffer 细胞吞噬增强，导致治疗效果差。安全性评估显示，AAV9-hNdufs6 治疗未引起明显肝肾功能损伤。
研究结论与意义
本研究首次系统揭示了 AAV9-hNdufs6 基因治疗在 CI 缺陷型 MCM 中的治疗窗口和机制。早期干预可通过恢复 Ndufs6 表达、调控 AMPK/Drp1 通路预防 MCM 发生，而成年后治疗因载体分布和受体表达问题效果有限。研究为 MCM 的基因治疗提供了重要的理论依据和潜在靶点，强调早期诊断和干预的重要性，同时为优化 AAV 载体设计（如提高心脏靶向性、减少肝脏滞留）提供了方向，有望推动线粒体疾病基因治疗的临床转化。
