腺相关病毒(AAV)是一种广泛用于基因治疗的病毒载体,其靶向特性主要取决于AAV的血清型、衣壳蛋白修饰和特定启动子的选择。以下是AAV病毒载体的主要靶向特性:

1. 血清型决定天然靶向性

AAV有多种血清型(如AAV1-AAV9、AAVrh系列等),不同血清型对特定组织和细胞类型具有不同的亲和力。例如:

AAV1:骨骼肌和心脏肌肉

AAV2:神经元(跨突触运输)、视网膜、肝脏(依赖肝素硫酸糖蛋白)

AAV5:肺、视网膜、神经系统

AAV6:肺(高效跨上皮屏障)、肌肉

AAV8:肝脏(比AAV2更高效)

AAV9:神经系统(可跨血脑屏障)、心脏、肺

AAVrh10:神经系统、肺

2. 受体介导的细胞靶向

AAV进入细胞依赖于特定的细胞表面受体,例如:

AAV2 主要结合 肝素硫酸蛋白聚糖(HSPG),还需整合素和FGFR等辅助受体

AAV9 识别 N-连接唾液酸受体,可高效穿越血脑屏障

3.工程化改造提升靶向性

AAV的衣壳可以通过基因工程改造,例如:

嵌合衣壳(如AAV-DJ,结合多种血清型的特性)

定点突变(增强某些细胞的感染效率,降低免疫原性)

4. 启动子调控特异性表达

即使AAV成功感染了细胞,是否表达目标基因还取决于启动子,如:

CAG(泛表达)

hSyn(神经元特异性)

TBG(肝脏特异性)

GFAP(星形胶质细胞特异性)

5. AAV的定向进化(Directed Evolution)

利用体外或体内筛选方法,人工进化得到更具特定靶向性的AAV衣壳,如AAV-PHP.B(跨血脑屏障效率极高)。

AAV的靶向性受血清型、受体结合、衣壳改造、启动子选择等多种因素影响。基于这些特性,可以开发特定组织或细胞靶向的基因治疗载体,例如针对中枢神经系统(CNS)、肌肉、肝脏或肿瘤的AAV载体。