AAV(腺相关病毒,Adeno-Associated Virus)的血清型由其衣壳蛋白(capsid protein)的结构决定。具体来说,AAV的血清型主要由编码衣壳蛋白的 cap 基因 序列变化引起,不同的血清型具有不同的表面抗原特性,从而决定了它们的免疫原性、细胞感染特异性和组织嗜性。
关键决定因素:
1.衣壳蛋白(Cap Protein)
AAV的衣壳由三种蛋白质(VP1、VP2 和 VP3)组成,这些蛋白由同一个 cap 基因通过不同的起始密码子翻译生成。不同的血清型在 cap 基因序列上的差异,导致衣壳蛋白的氨基酸序列和三维结构发生变化,从而决定其抗原性和感染特性。
2.表面抗原(Surface Antigen)
不同血清型的衣壳表面抗原具有特异性,这决定了它们与宿主细胞表面受体的结合能力,以及是否会被宿主免疫系统识别。
3.宿主细胞受体结合特性
不同血清型的AAV会与不同的细胞受体结合,例如:
AAV2:主要与肝素硫酸蛋白多糖(HSPG)结合。
AAV5:结合唾液酸相关受体。
AAV9:可以广泛感染多种组织,尤其是心脏和中枢神经系统。
4.进化来源和分类
根据分子进化分析,不同血清型来源于不同的进化分支,目前已发现的天然AAV血清型包括AAV1至AAV13,以及一些实验室通过突变改造生成的变体。
常见AAV血清型及其特点:
AAV1:肌肉组织高效感染。
AAV2:广泛应用于基因治疗,感染范围广。
AAV5:肺部和中枢神经系统具有特异性。
AAV8:肝脏高效感染。
AAV9:心脏、肝脏和中枢神经系统感染效果显著。
通过对 cap 基因进行改造或使用衣壳重定向技术,可以设计出具有特定组织嗜性的AAV载体,用于基因治疗和其他生物医学应用。