肝细胞特异性启动子有哪些？TBG和Alb在AAV肝脏递送中的应用

在肝脏相关研究中，研究人员经常需要实现目的基因在肝细胞中的特异性表达。

虽然AAV8等血清型本身具有较强的肝脏嗜性，但肝脏并非只包含肝细胞，还存在肝星状细胞、Kupffer细胞、肝窦内皮细胞等多种细胞类型。因此，在设计AAV载体时，除了选择合适的血清型外，启动子的选择同样重要。

那么，肝细胞特异性表达常用哪些启动子？

根据目前肝脏研究中的应用情况，TBG和Alb是最常见的两类肝细胞特异性启动子。

为什么需要肝细胞特异性启动子？

肝细胞（Hepatocyte）是肝脏中最主要的实质细胞，约占肝脏总体积的70%-80%，承担着糖脂代谢、蛋白质合成、胆汁分泌以及解毒等重要功能。

许多肝脏疾病研究的核心靶点都位于肝细胞中，例如：

• MASLD（代谢功能障碍相关脂肪性肝病）
• 肝细胞癌（HCC）
• 糖代谢异常
• 氨基酸代谢异常

因此，研究人员通常希望将目的基因表达限制在肝细胞内，从而提高实验特异性并减少其他细胞类型带来的干扰。

TBG启动子：肝脏研究中最常见的选择

甲状腺素结合球蛋白（Thyroxine-Binding Globulin，TBG）主要由肝脏合成，因此TBG启动子被广泛用于驱动基因在肝细胞中特异性表达。

在目前公开发表的肝脏研究中，AAV8-TBG是最常见的组合之一。

MASLD研究中的应用

武汉大学研究团队在探索产前泼尼松暴露导致子代MASLD易感性的机制时，采用AAV8结合TBG启动子，在小鼠肝脏中特异性过表达Serpina3c。

研究结果表明：

肝脏特异性表达Serpina3c后，可显著改善肝脏病理改变，并降低MASLD发生风险。

HCC研究中的应用

广东省人民医院团队研究发现，AKR1D1缺失会通过影响胆汁酸代谢和肠道菌群稳态促进肝细胞癌发展。

研究过程中，研究人员采用AAV8-TBG系统，在肝细胞中特异性敲低AKR1D1表达。

实验结果显示：

抑制肝细胞AKR1D1表达后，小鼠肝癌进一步进展。

糖代谢研究中的应用

上海交通大学医学院附属瑞金医院团队研究氨基酸代谢与2型糖尿病之间关系时，利用AAV8-TBG-Cre实现肝脏特异性Crebbp/Ep300双重敲低。

结果发现：

缺失CBP/p300后，小鼠氨基酸驱动的糖异生能力明显下降。

这一研究进一步说明，TBG启动子能够有效用于肝细胞特异性基因调控研究。

Alb启动子：另一种常用的肝细胞特异性启动子

白蛋白（Albumin，Alb）是肝脏合成的重要蛋白质之一，在成年动物肝细胞中具有较高且相对特异的表达水平。

因此，Alb启动子也被广泛用于肝细胞靶向表达研究。

与TBG类似，Alb启动子同样能够驱动基因在肝细胞中特异性表达。

AAV8-Alb-Cre感染验证实验

利用mT/mG双荧光报告小鼠进行验证时，研究人员将AAV8-Alb-Cre经尾静脉注射进入小鼠体内。

结果显示：

肝脏组织出现明显绿色荧光信号，而心脏组织仍保持红色荧光。

这一结果说明：

AAV8结合Alb启动子能够实现较好的肝细胞特异性表达。

TBG和Alb启动子如何选择？

从目前肝脏研究中的应用案例来看，TBG和Alb均可用于肝细胞特异性表达。

其中：

TBG启动子

常见应用：

• MASLD研究
• HCC研究
• 糖代谢研究
• 肝脏基因功能研究

代表组合：

AAV8-TBG

Alb启动子

常见应用：

• Cre递送
• 谱系追踪
• 肝细胞特异性标记
• 肝脏感染验证实验

代表组合：

AAV8-Alb-Cre

FAQ

肝细胞特异性表达最常用的启动子是什么？

目前肝脏研究中最常使用的是TBG和Alb启动子。

TBG启动子主要用于哪些研究？

MASLD、HCC、糖代谢异常以及肝脏基因功能研究等领域均广泛采用AAV8-TBG系统。

Alb启动子可以实现肝细胞特异性表达吗？

可以。

AAV8-Alb-Cre在mT/mG报告鼠中的实验结果显示，其能够有效驱动肝细胞特异性表达。

肝细胞研究为什么经常与AAV8联合使用？

AAV8具有较高的肝脏转导效率，因此经常与TBG或Alb启动子联合使用，实现肝细胞特异性基因表达。

总结

在肝脏AAV研究中，TBG和Alb是目前最常见的两类肝细胞特异性启动子。

其中，TBG启动子广泛应用于MASLD、HCC和代谢性疾病研究，而Alb启动子则常用于Cre递送和肝细胞特异性标记实验。结合AAV8这一高效肝脏递送载体，两类启动子均能够实现稳定的肝细胞特异性表达，为肝脏疾病机制研究和基因功能验证提供重要工具。