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腺相关病毒(AAV)简介-BioVector NTCC质粒载体菌种细胞基因保藏中心 腺病毒相关病毒(adenovirusassociatedvirus，AAV)是一类单链线状DNA缺陷型病毒。其基因组DNA小于5kb，无包膜，外形为裸露的20面体颗粒。AAV不能独立复制，只有在辅助病毒（如腺病毒、单纯疱疹病毒、痘苗病毒）存在时，才能进行复制和溶细胞性感染，否则只能建立溶源性潜伏感染。 简介：重组腺相关病毒载体是利用天然存在的腺相关病毒某些特性经过基因工程改造后产生的一种可供人工转基因的载体。腺相关病毒(adeno-associatedvirus，AAV)是简单的非致病性单链DNA病毒，需要辅助病毒参与生活周期，辅助病毒通常为腺病毒(Ad)或者单纯疱疹病毒(HSV)。基因组两端为末端反向重复序列(ITR)，中间基因组编码两个蛋白：Cap和Rep。ITRs对于病毒的复制和包装具有决定性作用。Cap蛋白为病毒衣壳蛋白，Rep蛋白参与病毒的复制和整合。AAV能感染多种细胞。Rep蛋白存在时，病毒基因组很容易整合到人类第19号染色体的特异位点：AAVS1位点。这是已知的唯一能够定点整合的哺乳动物DNA病毒。重组腺相关病毒载体(rAAV)源于非致病的野生型腺相关病毒，由于其安全性好、宿主细胞范围广(分裂和非分裂细胞)、免疫源性低，在体内表达外源基因时间长等特点，被视为最有前途的基因转移载体之一，在世界范围内的基因治疗和疫苗研究中得到广泛应用。 特点：优点：以潜伏感染为主；AAV可以高效定点整合至人染色体中：可以避免随机整合可能带来的抑癌基因失活和原癌基因激活的潜在危险性，而且外源基因可以持续稳定表达。缺点：AAV载体容量小，目前最多只能容纳4.5kb外源DNA片段；感染效率比逆转录病毒载体低。在40%-80%的成人中存在过感染，可能会引起免疫排斥。 重组腺病毒相关载体构建：AAV选择的条件：1.治疗基因的长度不能过大。AAV的总容量4.5kb，还要包括AAV自身的ITR，启动区和RNA加尾信号；2.基因需要持续表达，蛋白可以是分泌型，也可以是非分泌型；3.长期表达目的基因，没毒副作用；4.不需要目的基因立刻表达；5.不需要基因高水平表达；6.AAV载体对靶细胞具有较高的转导效率。AAV病毒的感染细胞AAV载体对于骨骼肌、视网膜、肝细胞、心脏平滑肌细胞、神经元细胞、胰岛B细胞、关节滑膜细胞等具有良好的感染效果，而对于淋巴细胞、造血干细胞、神经胶质细胞、成纤维细胞等感染效果较差。 腺病毒相关载体应用：经过十几年的研究，重组腺相关病毒的生物学特性已被深入了解，尤其是其在各种细胞、组织和体内实验中的应用效果方面已经积累了许多资料。在医学研究中，rAAV被用于多种疾病的基因治疗的研究(包括体内、体外实验)；同时作为一种有特点的基因转移载体，还广泛用于基因功能研究、构建疾病模型、制备基因敲除鼠等方面。目前已发现的AAV至少有十几种血清型，它们主要区别在衣壳蛋白Cap的不同，因此导致各种血清型AAV对不同的组织和细胞的不同感染效率。目前普遍认为，rAAV是最为优秀可用于基因治疗的重组病毒载体。 特点优点在辅助腺病毒存在下，AAV可以高效定点整合至人染色体中；而现在的AAV载体已经不需要腺病毒辅助，不插入宿主的基因组，而是游离于宿主细胞基因之外，呈卫星状稳定表达。腺相关病毒载体（AAV）体内的感染效率极高。不同血清型可以相对特异性的感染心脏，肝脏，骨骼肌等。腺相关病毒是RG1（最安全级别）的基因治疗载体，完全无具有潜在致病性。而腺病毒是RG2，慢病毒是RG2，逆转录病毒是RG3[1] 。缺点AAV载体容量小，目前最多只能容纳4.7 kb外源DNA片段；野生型的AAV在40%-80%的成人中存在过感染，在腺病毒存在的情况下可能会引起免疫排斥。[2]腺病毒相关载体构建AAV选择的条件1. 治疗基因的长度不能过大。AAV的总容量4.7kb，还要包括AAV自身的ITR，启动区和RNA加尾信号；2. 基因需要持续表达，蛋白可以是分泌型，也可以是非分泌型；3. 长期表达目的基因，没毒副作用；4. 不需要目的基因立刻表达；5. 不需要基因高水平表达；6. AAV载体对靶细胞具有较高的转导效率。AAV病毒的感染细胞AAV载体对于骨骼肌、视网膜、肝细胞、心脏平滑肌细胞、神经元细胞、胰岛B细胞、关节滑膜细胞等具有良好的感染效果，而对于淋巴细胞、造血干细胞、神经胶质细胞、成纤维细胞等感染效果较差。病毒的加样量病毒量为10-10V.P/Cell时最佳。如果太低，基本检测不出，最低加病毒量为10V.P/Cell，才能检出目的蛋白的表达。病毒要求本公司向客户提供三种rAAV载体--rAAV2、rAAV2/1载体的构建、扩增及纯化服务，包括了从实验设计到载体包装、生产、纯化、质量检定、分装等的一系列服务。为基础研究、临床前研究和早期临床研究提供高滴度、高纯度的rAAV载体。其中的对照病毒为携带GFP、LacZ和Luc标记。除了AAV2和AAV2/1之外，我们也提供AAV1、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9等。具体情况请电话咨询本公司技术支持。重组基因的启动子：mCMV、hCMV、PGK、CAG、HRE-miniCMV、hEF1α、AFP（大鼠）等。其中，CAG启动子为肝脏特异启动子。病毒级别实验室级别：适用于细胞实验、动物试验研究；临床试验用级别：适用于药物开发、临床前研究、临床样品申报、临床试验等。腺病毒相关载体应用经过十几年的研究，重组腺相关病毒的生物学特性已被深入了解，尤其是其在各种细胞、组织和体内实验中的应用效果方面已经积累了许多资料。在医学研究中，rAAV被用于多种疾病的基因治疗的研究（包括体内、体外实验）；同时作为一种有特点的基因转移载体，还广泛用于基因功能研究、构建疾病模型、制备基因敲除鼠等方面。目前已发现的AAV至少有十几种血清型，它们主要区别在衣壳蛋白Cap的不同，因此导致各种血清型AAV对不同的组织和细胞的不同感染效率。腺相关病毒属微小病毒( parvovirus)家族的成员，为无包膜的单链线状DNA病毒。AAV的基因组约4700bp。基因组5‘、3’端各有一个145nt的反向末端重复序列（ITR）。在两个ITR之间存在两个开放阅读框，其中Rep基因参与病毒的复制和整合，Cap基因编码病毒衣壳蛋白。 图1 AAV病毒基因组 腺相关病毒具有安全性高、免疫原性低、能介导基因在动物体内长期稳定表达，因而被认为是最有潜力成为基因治疗工具的载体而在国内外研究中广泛应用。 应用优势：动物和临床试验AAV进入细胞前，首先要通过衣壳蛋白与细胞表面的相应受体结合，进而附着于细胞表面，随后通过衣壳蛋白与其它复合受体的相互作用来起始病毒颗粒的细胞内转运等生物学活动。AAV不同血清型有不同的衣壳蛋白，进而可与不同的细胞表面受体结合，体现出血清型对不同组织器官的不同亲和性。在包装腺相关病毒时有9种不同的AAV血清型可供客户选择，建议客户针对不同组织器官选择相应血清型的AAV病毒，见下表。 AAV载体不同血清型 研究发现AAV 具有多种血清型，各种不同血清型的AAV 载体的主要区别是衣壳蛋白不同，因此对不同的组织和细胞的转染效率存在差异。目前Biovector NTCC保藏中心在包装腺相关病毒时有 12种不同的 AAV 血清型可供客户选择，建议客户针对不同组织器官选择相应血清型的 AAV 病毒，见表 2。 表1. 12种不同血清型AAV对各组织器官细胞的亲和性 血清型 组织亲和性 AAV1 肌肉，心脏，骨骼肌（包括心肌），神经组织 AAV2 中枢神经，肌肉，肝脏，脑组织，眼， AAV3 肌肉，肝脏，肺，眼 AAV4 中枢神经，肌肉，眼，脑 AAV5 肺，眼，中枢神经，关节滑膜，胰腺 AAV6 肺，心脏 AAV7 肌肉，肝脏 AAV8 肝脏，眼，中枢神经，肌肉 AAV9 心脏，肌肉，肺（肺泡），肝脏，中枢神经 DJ 肝脏，视网膜，肺，肾脏 DJ/8 肝脏，眼，中枢神经，肌肉 Rh10 肺, 心脏，肌肉，中枢神经，肝脏 AAV生物学特性 表2 不同病毒的生物学特性比较 慢病毒 逆转录病毒 腺相关病毒 腺病毒 包膜 有 有 无 无 颗粒直径 90-100 nm 90-100 nm 20-30 nm 60-90nm 基因组 dsRNA dsRNA ssDNA dsDNA 表达起始时间 48-72h 48-72h 72-96h 24-48h 表达持续时间 > 2 months > 2 months > 6 months ~1 month 宿主基因组整合方式 随机高频整合 随机高频整合 定向低频整合或非整合 非整合 常用质粒： 腺相关病毒可用于基因的过表达（3kb以下）、shRNA（单条或者多条串联）、miRNA（pre-miRNA或者pri-miRNA）、可诱导表达。腺相关病毒载体有CMV、mCMV、CAG、PGK、UbC、EF1a、GFAP等多种启动子可供选择，常用载体如下表。 载体名称 包装容量 载体用途 pAAV-CMV-MCS |
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