肠道（Intestine）是整体代谢的重要器官。哺乳动物的肠道主要分为小和大肠。小肠包括十二指肠、空肠和回肠，是营养物质吸收的主要场所，内壁有丰富的绒毛和微绒毛以增大表面积，促进消化酶对食物的分解和吸收。大肠包括盲肠、结肠和直肠，主要负责水分的再吸收和粪便的形成，同时还含有大量的微生物，参与维生素合成和纤维素的发酵。肠道上皮细胞、免疫细胞和内分泌细胞共同协作，确保消化功能和保护机体免受病原体侵袭。

小鼠和人类的肠道结构

(Thi Loan Anh Nguyen, et al., Disease Models & Mechanisms, 2015)

肠道相关疾病种类繁多，涉及从简单的消化不适到复杂的恶性肿瘤等多个方面。常见的肠道疾病包括炎症性肠病（IBD）和肠易激综合征（IBS）。炎症性肠病是一种特发性肠道炎症性疾病，包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC），与肠道屏障功能障碍有关。肠易激综合征是一种功能性肠道病状，由多种因素引发导致肠-脑互动异常。肠道研究热点除了肠道屏障功能和肠-脑轴以外，肠道微生物也受到众多关注。已有许多文献表明，肠道微生物的多样性与肠道内环境稳态、宿主健康息息相关，能够影响宿主的代谢、免疫和神经系统。

肠道屏障结构示意图

(Lester Thoo, et al., Cell Death & Disease, 2019)

肠-脑轴示意图

(Hetender Singh et al., Journal of Functional Foods, 2024)

重组腺相关病毒载体（recombinant Adeno-associated virus, rAAV）具有血清型种类多样、免疫原性低、长期稳定表达基因、宿主范围广等优势，在基因功能研究和基因治疗递送载体中占据主导地位。基于转基因动物的局限性，借助AAV载体高效感染肠道以研究基因功能成为越来越多研究者的选择。

AAV血清型种类多样，由于AAV的衣壳蛋白结构不同，其具有不同的组织亲嗜性。AAV9、AAV8和AAVrh10血清型被报道可用于感染小肠和结肠。其中AAV9血清型在肠道相关研究中使用最广，并且可以配合多种注射方式。

SMA注射不同血清型的AAV感染小肠和结肠

(Steven Polyak, et al., Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol., 2012)

AAV靶向肠道配合最多的启动子是CBh、CMV、CAG等广谱启动子。由于肠道是一个复杂的器官，包含的细胞类型丰富多样，比如肠上皮细胞、杯状细胞、肠道干细胞、内分泌细胞、多种免疫细胞和神经细胞等。因此就需要配合细胞特异性启动子来精准靶向不同类型的肠道细胞。Villin蛋白定位于肠道微绒毛，在肠上皮细胞中特异性表达，因此Villin启动子被用作肠上皮细胞特异性启动子。粘蛋白2（MUC2）是肠上皮杯状细胞产生的一种分泌性蛋白，MUC2启动子也能够靶向肠上皮。此外还有Lgr5启动子能特异性靶向肠道干细胞。

靶向肠道的基因递送方式除了常规的腹腔注射、尾静脉注射以外，还有肠系膜上动脉（SMA）注射、灌肠、结肠内注射等方式。

SMA注射操作

(Stacy L Porvasnik, et al., Microsurgery, 2010)

克罗恩病（CD）是一种慢性胃肠道炎症疾病，病因复杂。Stanniocalcin‐1（STC1）是一种影响多种功能的糖蛋白，在炎症期间显著上调并且具有应激反应性。中山大学附属第一医院张盛洪团队发现CD患者和化学诱导的小鼠结肠炎模型的发炎结肠粘膜中STC1表达显著增加。研究人员进一步探究STC1在结肠炎和应激诱导的细胞死亡中的作用，实验发现借助AAV载体过表达Stc1和Parp1会加重DSS诱导的小鼠结肠炎。

Stc1缺乏可减轻DSS诱导的急性小鼠结肠炎

(Liguo Zhu, et al., Advanced Science, 2023)

肠上皮屏障的破坏是CD发生和进展的关键因素。SPARC蛋白主要参与细胞间的相互作用和迁移，但其在肠上皮屏障中的具体作用尚不明确。苏州大学附属第一医院陈卫昌教授和石通国副研究员团队发现升高的SPARC通过与OTUD4相互作用并激活MYD88/NF-κB通路破坏克罗恩病中的肠道屏障完整性。研究人员使用携带由Villin启动子驱动、携带SPARC shRNA的AAV9病毒载体，来降低结肠上皮细胞中SPARC的表达，结果显示SPARC的下调维持了肠上皮细胞的完整性。

抑制 SPARC 表达可改善炎症环境下肠上皮屏障的完整性

(Jiayu Wang, et al., Advanced Science, 2025)

溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性非特异性结肠炎症，主要特征是肠道病理性黏膜破坏、溃疡形成、结肠缩短、腹泻和血便。已有研究表明，多糖在UC治疗中起着重要作用。江西中医药大学冯育林团队发现葛根多糖（PPL）能够通过调节PI3K信号缓解UC。用AAV9转染C57BL/6小鼠三周使得PI3K水平降低，结果显示PI3K被敲低后，PPL的作用几乎完全消失，PPL的作用完全依赖于PI3K。

AAV9-PI3K shRNA转染效率和沉默效率

(Zhuang Zhang, et al., Journal of Functional Foods, 2023)

参考文献

[1] Dis Model Mech. 2015 Jan;8(1):1–16. doi: 10.1242/dmm.017400.

[2] Cell Death Dis. 2019 Nov;10(11):849. doi: 10.1038/s41419-019-2086-z.

[3] Journal of Functional Foods. 2024 Jan;112. doi: 10.1016/j.jff.2023.105915.

[4] Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2012 Feb 1;302(3):G296-308. doi: 10.1152/ajpgi.00562.2010.

[5] Canadian Journal of Animal Science. 2014 June;94(2):287-293. doi: 10.4141/cjas2013-125.

[6] Am J Pathol. 2012 Apr;180(4):1509–1521. doi: 10.1016/j.ajpath.2012.01.006.

[7] Microsurgery. 2010 Sep;30(6):487-93. doi: 10.1002/micr.20767.

[8] Adv Sci (Weinh). 2024 Feb;11(5):e2304123. doi: 10.1002/advs.202304123.

[9] Adv Sci (Weinh). 2025 Mar;12(11):e2409419. doi: 10.1002/advs.202409419.

[10] Journal of Functional Foods. 2023 May;104. doi: 10.1016/j.jff.2023.105514.