腺相关病毒及其应用

2024-06-24  来自: 长沙东晟生物技术有限公司 浏览次数:76

AAV(Adeno-Associated Viral Vector,AAV)属微小病毒科( parvovirus),为无包膜的单链线状 DNA 病毒。 其基因组结构如下:

腺病毒

图1:AAV基因组结构


AAV外部呈现20面体结构,直径约26nm,AAV 的基因组约 4700bp,包括上下游两个开放读码框架(ORF),位于分别由 145个核苷酸组成的2个反向末端重复序列(ITR)之间。基因组中有 3个启动子(P5、P19 和 P40) 和 2个开放阅读读框(ORF),rep 和 cap。rep 编码 4个重叠的多功能蛋白,即 Rep78、Rep68、Rep52 和 Rep40,其中 Rep78 与 Rep68 参与 AAV 的复制与整合,Rep52 和 Rep40 具有解螺旋 酶和 ATP 酶活性,与 Rep78、Rep68 共同参与单链基因组的复制;cap 编码的 VP1、 VP2、VP3是装配成完整病毒所需要的衣壳蛋白,它们在 AAV 病毒整合、复制和装配中起重要作用。


目前AAV具有以下特点:

(1)安全。AAV不参与任何疾病的发生,已经用于临床疾病的治疗;

(2)gao效。病毒滴度高达10 13 以上,组织感染能力超强;

(3)表达周期久。AAV免疫原性低,基因持续表达3-6个月以上;

(4)zui全血清型。可以感染几乎所有的组织和脏器;

(5)组织特异性。拥有zui全的组织特异性启动子工具箱,如心脏、肝脏、 肌肉。


利用AAV无辅助病毒系统(AAV Helper-Free System)可以在无辅助病毒的条件下生产出重组AAV。不同血清型结合不同的启动子,可以实现组织/细胞种类的特异性表达。下图是使用不同血清型AAV原位注射小鼠肝脏,呈现出不同的荧光强度,表明不同血清型对肝脏的噬性不同。

腺病毒

图2 不同血清型AAV感染小鼠肝脏

      基于AAV载体的特点,AAV病毒具有以下的优点
(1)免疫原性低:AAV2 的基因组仅 4681 个核苷酸,便于用常规的重组 DNA技术进行操作, AAV 在人类和其他灵长类动物中非常普遍,而且进行动物实验时造成的免疫反应小;
(2)宿主范围广:可以感染广泛的哺乳动物并且成功应用于人类和非人类蛋白的表达,不仅可转染分裂细胞,也可转染非分裂细胞;
(3)表达稳定、持续时间长:不整合到宿主基因组,可长期稳定表达外源基因,在宿主细胞中形成附加体(episome)存在于细胞核中,体内可持续表达6个月以上;
(4)多种血清型:AAV1~AAV9以及DJ、DJ/8、Rh10等血清型,不同血清型的AAV可以靶向不同的细胞和组织;
(5)物理性质稳定:能耐受壹定范围的 pH、温度、盐浓度等环境变化。在60℃不能被灭活,能抗氯仿;
(6)个头小,结构简单;
(7)扩散性强:与慢病毒和腺病毒相比,AAV可以穿透血脑屏障,是zui适合用来感染神经元和胶质细胞的。
(8)安全性高:迄今从未发现wild型AAV对人体致病,重组AAV是三质粒系统,基因组序列上去除了大部分的wild型AAV基因组元件,只有ITR序列,其他各个基因由独立的质粒表达,进一步保证了安全性。

(9)和转基因鼠相比,技术相对简单、容易操作、实验周期短、实验成本低。



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