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原标题：AAV-mediated gene therapy produces fertile offspring in the Lhcgr-deficient mouse model of Leydig cell failure
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周雯慧教授推荐
卵胞浆内单精子显微注射技术的出现极大改善了男性不育的治疗效果，但是对存在生精功能障碍（特别基因缺陷相关）的患者，目前仍缺乏较好的治疗手段。近年来，AAV载体因其独特的特点，在基因治疗领域大放异彩，然而罕有针对性腺及配子发育障碍的研究。本研究率先筛选并使用AAV8作为载体，成功纠正了Lhcgr基因敲除小鼠的不育表型，为其他遗传性睾丸间质细胞衰竭的治疗提供了新的思路，具有一定的启发性。我们期待会有进一步的研究，以明确该基因疗法的安全性和有效性，为后续临床应用提供有力的证据。
【简述】
中山大学中山医学院项鹏团队联合中山大学附属第一医院邓春华团队，近日在 Cell Reports Medicine 期刊发表了题为：AAV-mediated gene therapy produces fertile offspring in the Lhcgr-deficient mouse model of Leydig cell failure 的研究论文。
该研究通过AAV介导的基因治疗方法，恢复了lhcgr缺陷小鼠的睾酮水平、重启其生殖系统发育、促进精子生成，并发现经基因治疗后的lhcgr缺陷小鼠能产生健康可育后代。这一结果表明基因疗法有望成为治疗LCF导致男性不育疾病的有效疗法，具有潜在的临床应用价值。
睾丸间质细胞（Leydig cell，LC）位于睾丸的间质室，分布于生精小管之间，主要通过涉及多个基因的多步骤过程产生睾酮，合成分泌男性体内超过95%的睾酮，对维持男性性征、内分泌稳态及生殖功能至关重要。当这些基因存在缺失时，就会发生睾丸间质细胞衰竭（Leydig cell failure，LCF），导致睾酮缺乏，从而进一步导致精子发生停滞和不育。尽管外源性睾酮补充疗法能够部分恢复患者的血清睾酮水平，然而，其在恢复患者生育功能方面作用甚微。
因此，迫切需要寻找和探索LCF治疗新方法。LCF的根本原因是参与睾酮合成的基因存在缺陷，基因疗法是最有希望的潜在治疗策略之一。重组腺相关病毒（AAV）载体由于其理想的安全性，已成为一种有力的体内基因治疗工具。AAV介导的基因传递是否可以用于恢复睾酮的产生并有利于改善LCF的生育能力尚不清楚。
研究中应用的动物模型是一种遗传性LCF小鼠模型，编码促黄体生成素/绒毛膜促性腺激素受体的基因（lhcgr）发生零突变。在Lhcgr-/-雄性小鼠中，间质细胞（LC细胞）的发育受损，这导致睾酮水平显著下降，从而出现性发育迟缓、精子发生缺陷和不育。这为基因传递研究提供了一个极好的动物模型。
基于此模型，研究人员首先通过对不同血清型AAV比较，筛选出对睾丸中LC细胞靶向性和转染率最高的血清型——AAV8，并进一步证明AAV8不感染睾丸中的生精细胞及支持细胞。通过检测AAV8注射后7天睾丸局部CD4+和CD8+淋巴细胞的浸润情况，提示间质注射AAV8具有良好的安全性和耐受性。
为验证AAV8介导的基因治疗是否能有效地恢复缺陷小鼠的基因表达和睾酮水平，研究人员构建了编码小鼠Lhcgr序列的AAV8载体（AAV8-Lhcgr）并用于治疗青春期（3周龄）Lhcgr-/-小鼠。结果发现，基因治疗4周后小鼠血清睾酮水平达到了正常小鼠的30%。
研究人员接下来评估了这些小鼠的性发育情况。Lhcgr-/-雄性小鼠在治疗后睾丸下降至阴囊、睾丸及附睾显著增大，雄性化得到促进，增加了阴茎长度，睾丸重量接近正常小鼠水平，附睾明显生长，几乎达到了正常小鼠的大小，精囊重量增加到正常小鼠重量的37%，前列腺重量大于pbs处理组，是正常小鼠前列腺重量的一半以上。输精管重量和长度均增加。这些结果表明AAV基因疗法能恢复青春期Lhcgr-/-小鼠的性发育。
研究者又进一步探索了AAV8-Lhcgr治疗是否能挽救精子的发生。观察发现，Lhcgr-/-小鼠治疗后睾丸生精小管的管径明显增加，附睾尾管腔内出现大量精子，精子数量和活力明显增加，而对照组Lhcgr-/-小鼠中未检测到任何精子。
为了评估基因治疗后产生的精子是否具有受精能力，研究人员进行了体外受精实验，并最终获得了58个子代小鼠。更有意思的是，基因治疗后Lhcgr-/-小鼠的子代具有正常的生育能力，能够通过自然繁育获得第二代小鼠。同时在子代中未检测到任何AAV8载体序列信号，证明了AAV疗法的生殖安全性。
为证实该疗法的长期有效性，研究人员评估了基因治疗6个月后Lhcgr-/-小鼠的功能恢复情况。结果发现，小鼠血清睾酮浓度、雄性性征、精子发生、精液参数等指标均显著提升，表明通过单次基因治疗有望获得长期改善。
在临床中，实际情况是大部分LCF患者直到成年后才被诊断出来，错失最佳治疗机会。因此该研究探索了成年期小鼠的基因治疗效果，令人惊喜的是，其结果与青春期小鼠中获得的结果相似，AAV介导的基因治疗可恢复成年（8周龄）Lhcgr-/-小鼠的睾酮水平、重启其生殖系统发育、促进精子生成。上述结果表明成年后患者也有可能通过AAV介导治疗遗传性LCF。
基于上述良好的治疗效果和安全性，研究人员还提出AAV介导的基因疗法也可能应用于其他类型的遗传性LCF，如3β-羟基类固醇脱氢酶2型（3β-HSD2）缺乏症、细胞色素P450氧化还原酶（POR）缺乏症、17α-羟化酶（CYP17A1）缺乏症、17β-羟基类固醇脱氢酶3型（17β-HSD3）缺乏症等。此研究为 LCF的治疗提供了新的思路，并有望以个性化的方式应用到70多种遗传性性腺功能衰竭等疾病的治疗中。
综上所述，这项研究证实了AAV介导的基因治疗在遗传性LCF应用的可行性、安全性和有效性，为遗传性LCF基因治疗药物的研发奠定了重要基础。
周雯慧 教授
首都医科大学附属北京朝阳医院
妇产科专业博士，主任医师、教授，博士研究生导师
首都医科大学附属北京朝阳医院生殖医学中心副主任
中国免疫学会生殖免疫学分会委员
吴阶平医学基金会生殖医学青年专家委员会常委兼秘书
北京中西医结合学会生殖医学专业委员会委员
北京市高层次卫生技术人才（生殖医学学科骨干）
北京市人类辅助生殖技术质控中心专家
北京市医管局公益青年专家
北京朝阳医院青年学术沙龙委员会主任委员
从事生殖医学临床、科研及教学工作近二十年，作为主要技术骨干和负责人参与国内两家三甲医院生殖医学中心实验室的筹备和组建工作。
擅长包括人工授精、体外受精-胚胎移植在内的多种人类辅助生殖助孕技术的临床应用。
主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京市 215 工程人才培养计划、北京市医管局杨帆项目等多项国家及省部级课题，发表论文30余篇。
白雪燕 主治医师
首都医科大学附属北京朝阳医院
医学硕士，胚胎培养室技术骨干
擅长胚胎培养各环节相关技术
包括人工授精，体外受精/胚胎移植，卵胞浆单精子注射，卵母细胞及胚胎玻璃化冷冻及解冻等
以第一作者身份发表SCI论文三篇，参与国家自然科学基金面上项目两项。