AAV6介导的MUC5AC siRNA递送：哮喘黏液纤毛功能障碍的新型基因治疗策略

本研究针对哮喘患者气道中MUC5AC异常高表达导致的黏液栓形成难题，创新性地采用AAV6载体递送MUC5AC siRNA，成功在IL-13刺激的人气道上皮模型中维持正常黏液纤毛清除功能。该研究为开发吸入式基因疗法逆转哮喘黏液病理提供了重要实验依据，发表于《Gene Therapy》。

　　

哮喘作为全球高发的慢性气道疾病，其致命性发作往往源于黏液栓导致的气道阻塞。传统治疗主要针对炎症和支气管收缩，但对病理性黏液分泌束手无策。近年研究发现，健康气道以MUC5B为主导的黏液组成，在哮喘中会异常转变为MUC5AC主导状态——这种黏蛋白的生化特性改变会显著增加黏液粘度，损害黏液纤毛清除(MCC)功能，最终形成致命性黏液栓。

为突破这一治疗瓶颈，马里兰大学Gregg A. Duncan团队在《Gene Therapy》发表创新研究，首次证实腺相关病毒6型(AAV6)可作为高效载体，通过递送MUC5AC siRNA精准调控黏蛋白表达。研究人员首先通过小鼠模型验证AAV6对气道分泌细胞的特异性转导能力，发现其能高效靶向表达MUC5AC的杯状细胞。借助多颗粒追踪技术，团队证明AAV6能穿透病理性的MUC5AC富集黏液屏障。在IL-13刺激的人气道上皮(HAE)模型中，AAV6介导的MUC5AC siRNA预处理使MUC5AC mRNA和蛋白表达恢复至正常水平，同时维持了与健康对照组相当的黏液转运速率(0.1μm/s为运动阈值)。该研究为开发吸入式基因疗法提供了关键实验证据。

关键技术方法包括：1) 使用AAV6载体包装MUC5AC siRNA和报告基因；2) 建立IL-13刺激的BCi-NS1.1细胞HAE模型模拟哮喘黏液病理；3) 通过多颗粒追踪分析(MSD_1s)量化AAV6在三种黏液类型中的扩散能力；4) 采用2μm荧光微球示踪法测量黏液纤毛转运速率；5) 免疫荧光定量MUC5AC/MUC5B表达差异。

AAV6 transduction in mouse airway and lung epithelium

通过鼻内给药AAV6-mCherry，研究发现病毒优先转导气管中MUC5AC⁺杯状细胞(较基底细胞和纤毛细胞高3倍)，免疫荧光显示mCherry与分泌细胞标志物CEACAM6共定位。值得注意的是，肺组织转染效率较低，提示未来需优化给药方式。

AAV6 is diffusive in asthma-like, MUC5AC-enriched mucus

创新性比较AAV6在健康黏液、IL-13处理黏液和MUC5B敲除(MUC5B KO)黏液中的扩散能力。尽管AAV6扩散速率(MSD_1s=0.01μm²/s)低于同等尺寸的黏液惰性纳米颗粒，但在三种黏液类型中无显著差异，证明其穿透病理黏液的能力。

AAV6 mediated delivery of MUC5AC-siRNA

在IL-13刺激前采用双剂量AAV6-5AC siRNA处理(MOI=2500)，使MUC5AC mRNA表达降至正常水平(较IL-13对照组降低50%)。O-连接糖基化定量显示，治疗组黏液含量与健康对照相当，且未引起MUC5B代偿性上调。

Impact on mucociliary transport

IL-13对照组仅48%示踪微球具有运动性(速度>0.1μm/s)，而AAV6-5AC siRNA组保持65%运动微球，与健康组无差异。纤毛搏动频率在各组间无变化，证实功能改善源于黏液组成调控。

该研究开创性地证实：AAV6可靶向递送MUC5AC siRNA至气道分泌细胞，且能有效穿透病理黏液屏障。在疾病模型中将MUC5AC表达控制在生理水平，可预防IL-13诱导的黏液流变学异常。这种"黏液重构"策略避免了传统抗炎治疗的局限性，为开发变革性吸入基因疗法奠定基础。未来研究需在原发性哮喘细胞模型和动物模型中验证治疗效果，并探索AAV6变体(如AAV6.2FF)的转导优化潜力。