腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)是一类细小病毒,基因组为单链 DNA,对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。 在人类和小鼠中,AAV 感染可以介导外源基因发生低频率(不高于 2%)的定向整合,插入的位置一般在 19 号染色体短臂(人类基因组中的 AAV S1 和鼠中的 ROSA 26 位点)。病毒基因组在不发生整合的情况下在被感染细胞内形成伴随体,可以随染色体复制。因此无论整合的外源 DNA 还是不整合的外源 DNA 都可以在细胞核内稳定的复制和转录,产生 RNA 产物和蛋白产物(图 1)
图 1 腺相关病毒作用机制
根据衣壳蛋白的蛋白结构和所结合的细胞外受体分子不同,可以分为数十血清型。不同血清型的 AAV 组织感染嗜亲性各不相同,表现出一定的器官靶向特异性(表 1)。
表 1 不同血清型 AAV 的组织嗜亲性
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,脑,眼 |
AAV5 | 中枢神经,肺,眼,关节滑膜,胰腺 |
AAV6 | 心脏,肺 |
AAV7 | 肝脏,肌肉 |
AAV8 | 中枢神经,肝脏,肌肉,眼 |
AAV9 | 中枢神经,肝脏,心脏,肌肉,肺(包括肺泡) |
DJ | 肝脏,肾脏,肺,视网膜 |
DJ/8 | 中枢神经,肝脏,肌肉,眼 |
Rh10 | 中枢神经,肝脏,心脏,肌肉,肺 |
retro | 神经 |
AAV-pan | 胰腺 |
PHP.eB / PHP.S | 神经 |
AAV 可以有效地感染多种组织类型,并且免疫原性极低,目前尚无由 AAV 引起的人类及哺乳动物疾病报道。因此,AAV 是一种高效和安全的体外及体内基因转导工具。尤其在整体水平研究中,与其他常用病毒工具载体相比,AAV 具有感染过程温和长效的表达能力,而成为基因操作的利器(表 2)。
表 2 不同病毒的生物学特性比较
生物学特性 | 慢病毒 | 逆转录病毒 | 腺相关病毒 | 腺病毒 |
包膜 | 有 | 有 | 无 | 有 |
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 | 48~72 h | 48~72 h | 72~96 h | 24~48 h |
表达持续时间 | > 2 months | > 2 months | > 6 months | < 1 month |
整合方式 | 随机高频整合 | 随机高频整合 | 定向低频整合 | 非整合 |
腺相关病毒与其他几种常用病毒载体相比,具有感染温和,免疫原性小,长效稳定表达的特点。AAV 的主要应用方向在于定位注射和整体注射实验。
重组腺相关病毒 rAAV 是利用 AAV2 型基因组与不同的衣壳蛋白结合产生的混合体病毒载体,一般标记为 rAAV2/N(N 为不同的衣壳血清型)。重组的病毒具有 AAV2 型的稳定表达和基因整合能力,同时获得了不同血清型的细胞感染特异性。
和元生物腺相关病毒的生产和质控采取了国际学术界公认的标准流程,采用三质粒系统在 293T 细胞中进行包装。所获得的病毒颗粒经过超速离心纯化,并通过 qPCR 对病毒基因拷贝进行滴定。另外,我们也可以根据使用者要求,提供蛋白染色检测衣壳蛋白的完整性以及内毒素含量等。一般情况下 rAAV 的滴度在 1012~1013 v.g. /ml,完全可以满足各类整体实验的使用要求。
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