腺相关病毒(Adeno-associated virus, AAV)是广泛用于基因治疗的载体,其生活周期和感染机制较为独特。AAV是一种缺陷型的病毒,它自身无法独立复制,需要辅助病毒(如腺病毒或单纯疱疹病毒)协助完成其感染周期。AAV的生活周期主要包括以下步骤:

1. 吸附和进入

AAV通过病毒表面的衣壳蛋白与宿主细胞膜上的受体结合。这种结合特异性使AAV能够感染特定类型的细胞。

与受体结合后,AAV通过内吞作用进入宿主细胞,通常以内涵体的形式被包裹。

2. 胞内运输与脱壳

进入宿主细胞后,AAV被转运到细胞核附近的区域。AAV在酸性环境下进入溶酶体或内涵体,随后完成脱壳。

AAV的基因组释放进入细胞核。AAV的DNA基因组可以整合到宿主细胞基因组中,但这种整合效率较低。

3. 潜伏期

AAV基因组进入细胞核后,可能会处于潜伏期,保持非活跃状态,直到有辅助病毒存在或细胞处于合适的应激状态。

在缺乏辅助病毒的情况下,AAV基因组通常作为环状的单链DNA维持在细胞核内,不表达病毒基因。

4. 复制与转录(需要辅助病毒)

当宿主细胞感染辅助病毒(如腺病毒或疱疹病毒)时,AAV的复制激活。辅助病毒提供的功能性因子帮助AAV基因组复制,并驱动病毒基因的表达。

在细胞内,AAV的单链DNA基因组被复制成双链DNA,开始转录和翻译其自身的结构蛋白和酶。

5. 组装和释放

经过转录和翻译,AAV组装出完整的病毒颗粒,这些病毒颗粒通过宿主细胞的裂解或出芽释放,从而感染新的细胞。

6.感染方式与特点

AAV感染细胞的方式较温和,不会引起明显的细胞病变效应(CPE)。它具有很高的生物安全性和低致病性,且在没有辅助病毒的情况下无法引发感染。

AAV可以感染多种细胞类型,并且具有很好的宿主细胞持久性,因此广泛用于基因治疗和基因递送的研究中。