1.腺相关病毒(AAV)的装载容量

AAV(腺相关病毒)的装载容量主要由其基因组长度限制,约为 4.7 kb(kilobases),这是AAV病毒颗粒可以容纳的DNA总长度,包括病毒的反向末端重复序列(ITR)和目标序列。

总容量:AAV的基因组长度为4.7 kb,其中ITR序列(每端约145 bp)占据了一部分空间。因此,实际用于插入外源基因的空间大约是 4.4-4.5 kb

超过装载容量时的情况:如果插入的外源基因长度超过4.7 kb,AAV包装过程会变得不稳定,可能导致病毒颗粒无法正常组装或产生不完整的基因组。

一些策略可以扩展装载容量,比如双载体策略(split AAV):将大于4.7 kb的基因分割成两部分,通过两个AAV载体分别传递,随后在宿主细胞中利用重组转录后拼接来恢复完整的基因。

优化策略:如果目标基因较大,可以选择去除不必要的调控序列(如非关键的启动子或增强子)。或者,使用AAV与其他病毒载体(如腺病毒或慢病毒)的组合来克服装载限制。

2.AAV可以整合到宿主基因组中吗?

腺相关病毒(Adeno-associated virus, AAV)在正常情况下并不会高频地整合到宿主基因组中。它主要以非整合的外源基因组形式(episomal DNA)存在于宿主细胞核内。这是AAV在基因治疗中被广泛应用的原因之一,因为它可以降低因插入突变而导致副作用的风险。

然而,AAV也存在一定条件下整合到宿主基因组中的可能性,但频率较低。具体情况包括:

野生型AAV:野生型AAV在感染宿主时可能会整合到人类染色体19的特定位点(AAVS1位点),这是因为它的反向末端重复序列(ITR)具有位点特异性整合的能力。

这种整合依赖于AAV的Rep蛋白,它能够介导病毒基因组与宿主基因组的结合。

基因治疗中使用的重组AAV(rAAV):基因治疗中常用的rAAV去除了Rep基因,因此它们几乎不会特异性整合到宿主基因组中,更倾向于以外源DNA形式存在。

尽管如此,研究发现,rAAV也有极低概率随机整合到宿主基因组中,尤其是在宿主基因组发生DNA损伤或双链断裂(DSB)时。

AAV整合到宿主基因组中的可能性取决于病毒的类型(野生型或重组型)和宿主细胞的状态。对于基因治疗应用来说,使用的rAAV设计旨在最小化整合风险,以提高安全性。