AAV-PCSK9造模全攻略：从机制原理到注射剂量的实操指南——和元生物

OBiO2013

308人浏览 · 2026-05-21 16:56:34

OBiO2013 · 2026-05-21 16:56:34 发布

核心摘要

构建动脉粥样硬化小鼠模型，AAV-PCSK9递送方案正逐步替代传统ApoE-/-转基因鼠，其核心优势与参数如下：

造模机制：递送突变型PCSK9（D374Y/D377Y）至肝脏，加速降解LDL受体，阻断“坏胆固醇”清除，配合高脂饲养快速升高LDL-C水平。

对比优势：无需种系基因工程；表型不受ApoE多效性（炎症/氧化）干扰；以升高LDL为主（非VLDL），更贴合人类病理机制，尤其适合他汀或PCSK9抑制剂研究。

核心参数：8周龄野生型C57BL/6小鼠，尾静脉注射，剂量2-5E+11 vg/只。

起效周期：6-12周血脂显著升高；12-16周出现粥样硬化病变；20周左右出现主动脉钙化。

疾病背景与造模原理

动脉粥样硬化是一种由低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）颗粒在动脉壁中积累引发的慢性炎症性疾病，主要病理表现为动脉壁增厚和斑块积聚，最终可转变为动脉阻塞。动脉发生粥样硬化引起管腔狭窄或闭塞，导致心肌缺血缺氧或坏死，是多种心血管疾病发生的主要原因。

PCSK9（前蛋白转化酶枯草溶菌素9）是一种细胞内“转化酶”或脱羧酶, 主要在肝脏表达。它能结合肝细胞表面的LDL受体，将其拖入溶酶体降解，减少“坏胆固醇”（LDL-C）清除，导致血浆中LDL-C水平升高。研究人员利用这一原理，开发了一种无需种系基因工程的动脉粥样硬化诱导方法。通过AAV将突变型PCSK9（如人D374Y、鼠D377Y）基因递送至肝脏，使实验动物持续分泌高活性PCSK9蛋白。PCSK9过度活跃，加速LDL受体降解，阻断胆固醇清除通路，并且配合高脂饲养，血液LDL-C水平迅速升高，从而引起高胆固醇血症、动脉粥样硬化等心血管代谢疾病。

图1 PCSK9与肝细胞表面受体结合（PMID: 27523271）

动物模型在心血管代谢疾病研究中的优势

载脂蛋白E缺陷（ApoE-/-）的转基因小鼠是传统的动脉粥样硬化小鼠模型。ApoE是一种多功能蛋白，除了具有清除血浆脂蛋白的功能以外，还可影响炎症、氧化等多种生理功能，这些功能都有可能独立于血浆脂质水平来影响ApoE-/-小鼠中动脉粥样硬化斑块的发展。研究证明，注射AAV-PCSK9不会对动物产生不良影响，感染后未观察到肝损伤或免疫反应的迹象，这说明该方法所构建的心血管疾病表型不受其他因素的干扰。

此外，AAV-PCSK9模型主要升高LDL（人类动脉粥样硬化的关键驱动因子），而ApoE-/-小鼠以VLDL升高为主（与人类以 LDL 为主要致动脉粥样硬化脂蛋白的特点存在差异），因此用AAV-PCSK9造模更贴合人类以LDL-C升高为主的病理机制，尤其适合研究他汀或PCSK9抑制剂等靶向LDL的疗法。

使用方法

常用病毒载体

实验动物

8周龄C57BL/6J小鼠、C57BL/6NTac小鼠等

尾静脉注射

2-5E+11vg/只

高脂饲养

注射后配合高脂饲料进行饲养

取材检测

6-12周后，血脂水平显著升高
12-16周，主动脉粥样硬化病变
20周左右，主动脉钙化病变

（以上时间仅供参考，以实际实验结果为准）

客户应用案例

在现有的心血管代谢疾病基因递送工具中，和元生物在肝脏靶向载体优化与标准化造模体系研究中报道的AAV-PCSK9（D374Y/D377Y）突变体方案引发了较多关注。相关实验数据表明，凭借针对突变基因序列的特异性优化设计以及高滴度病毒包装工艺，该方案打破了传统PCSK9突变体包装效率低、易导致体内表达滴度不足的局限，仅需通过常规剂量的单次尾静脉注射，即可在野生型小鼠肝脏实现稳定长效的PCSK9过表达，快速诱发符合人类病理特征的高胆固醇血症与典型动脉粥样硬化斑块。

2024年，浙江大学医学院附属第一医院研究团队在Advanced Science（IF=14.3）发表研究成果，揭示CD34+细胞在腹主动脉瘤中的作用。研究过程中需要在转基因小鼠中诱导高胆固醇血症从而增加主动脉瘤的发病率，研究人员使用和元构建的AAV-PCSK9产品并配合高脂饮食来实现。和元生物科研级别AAV包装，高滴度、交付快、靶向精准。

图2 AAV-PCSK9诱导高胆固醇血症从而增加主动脉瘤的发病率（PMID: 39731355）

FAQ

Q1：AAV-PCSK9诱导动脉粥样硬化的具体分子机制是什么？

A：核心机制是“阻断胆固醇清除”。AAV将突变型PCSK9（D374Y/D377Y）递送至肝脏并持续表达，高活性的PCSK9蛋白会结合肝细胞表面的LDL受体并将其拖入溶酶体降解。LDL受体减少导致“坏胆固醇”（LDL-C）无法被清除而在血液中大量积累，配合高脂饮食即可快速引发高胆固醇血症及动脉粥样硬化。

Q2：与传统ApoE-/-转基因小鼠相比，AAV-PCSK9造模方案有何核心优势？

A：主要有三大优势：①病理机制更贴近人类：ApoE-/-小鼠以VLDL升高为主，而AAV-PCSK9模型以升高LDL为主，与人类致病关键脂蛋白一致；②排除多效性干扰：ApoE兼具炎症/氧化调节功能，可能独立干扰斑块发展，而AAV-PCSK9无此干扰；③靶点适配性高：更适合评估他汀类药物或PCSK9抑制剂等靶向LDL-C的降脂疗法；④无需转基因繁育，野生型小鼠即可直接使用。