AAV(腺相关病毒,Adeno-Associated Virus)是一种小型单链DNA病毒,广泛用于基因治疗和生物医学研究。AAV的基本结构包括以下几个主要部分:

1. 基因组

AAV的基因组是一个单链DNA,约4.7kb,包含以下关键区域:

(1)反向末端重复序列(ITRs, Inverted Terminal Repeats)

位于基因组两端(5′ 和 3′ 末端),通常长度为145bp。

参与病毒基因组的复制、打包和整合。

是AAV唯一不可替代的部分,基因治疗载体中其他序列都可以被目标基因替换。

(2)Rep基因

编码负责病毒基因组复制和包装的蛋白(如Rep78、Rep68、Rep52、Rep40)。

通常在基因治疗载体中被替换为治疗基因。

(3)Cap基因

编码病毒衣壳蛋白,包括VP1、VP2、VP3,用于形成病毒的衣壳。

在基因治疗中,这些功能由辅助质粒提供。

2. 衣壳

蛋白衣壳(Capsid)

由60个衣壳蛋白亚基(VP1、VP2、VP3)组成。

VP1、VP2、VP3按比例(1:1:10)排列,形成一个直径约20-25nm的二十面体对称结构。

衣壳决定了AAV的组织特异性和细胞靶向性,不同血清型(如AAV2、AAV8)具有不同的感染特性。

3. 辅助病毒依赖性

AAV是一种依赖性病毒,不能单独复制,需要辅助病毒(如腺病毒或单纯疱疹病毒)提供必要的功能。

关键辅助功能包括促进DNA复制、包装和病毒粒子的形成。

4.基因治疗载体中的修改

在基因治疗应用中,AAV的Rep和Cap基因通常被替换为目标治疗基因及其启动子,而保留ITR以维持基因组的功能。衣壳蛋白由辅助质粒提供,以确保病毒载体的生产。

这种结构使AAV成为安全性高、免疫原性低的基因传递工具,被广泛应用于临床试验和研究。