腺相关病毒(Adeno-associated virus,AAV)属于细小病毒科,Dependoparvovirus属,病毒表面由衣壳蛋白VP1,VP2,VP3总共60拷贝,按1:1:10比例组成的二十面体结构,无包膜,直径约26nm。衣壳蛋白的不同突变型产生了不同的AAV亚型,按血清试验结果可以分为不同血清型,目前已有超过10种AAV血清型(AAV1~AAV10)。

AAV是目前发现一类结构最简单的、无包膜的单链DNA病毒,病毒基因组长约有4.7Kb。基因组的两端是两个T形反向末端重复序列(ITR),主要用作病毒复制起点和包装信号。中间编码区有2个开放阅读框,其中Rep基因编码病毒复制所需的四种蛋白质:Rep78、Rep68、Rep52和Rep40(以其分子量命名)。Cap基因通过来自不同起始密码子的可变剪接和翻译编码三个衣壳亚基。AAV自身不能复制,必须依赖于其它病毒复制,比如腺病毒、疱疹病毒、杆状病毒,有超过80%的人携带AAV,未发现AAV与任何疾病相关。

制备腺相关病毒(AAV)载体通常需要一系列实验步骤和技术,以下是一般的制备过程概述:

1、构建载体质粒:首先,需要设计和构建一个含有要传递的目的基因以及必要的调控元件(如启动子、终止子等)的质粒。这个质粒将被用作AAV载体的基础。在构建质粒时,需要将编码目的基因的序列插入到AAV基因组的编码区域,同时保留AAV基因组两端的反向末端重复序列(ITR)。

2、表达CAP和REP蛋白:CAP和REP蛋白在AAV的生命周期中起关键作用,参与病毒组装、包装和复制。需要构建一个表达CAP和REP蛋白的质粒,以便在制备过程中提供这些蛋白。

3、共转染细胞:通常使用三质粒共转染法,将含有AAV载体基因组的质粒、表达CAP和REP蛋白的质粒以及腺病毒共基因质粒一同转染到细胞中。这样,CAP和REP蛋白将协助AAV载体的复制和包装。

4、病毒提取:在适当的时间点,收集转染细胞培养液,并进行细胞破裂和病毒颗粒提取。这些病毒颗粒含有目的基因,可以用于后续的基因递送实验。

5、病毒纯化:从细胞提取物中纯化AAV颗粒,通常采用离心、密度梯度离心等技术来分离和富集AAV病毒颗粒。

6、病毒滴度测定:测定病毒颗粒的滴度,即单位体积中含有多少个感染性AAV颗粒。这将帮助在后续实验中确定合适的病毒用量。

AAV载体优势

1、高安全性和极低免疫原性

野生型AAV是天然缺陷型病毒,重组AAV不整合基因组,未发现与任何疾病相关,极低免疫原性。

2、感染宿主范围广

AAV具有广泛的细胞感染能力,可以感染分裂细胞和非分裂细胞。

3、高组织嗜性

AAV有多种血清型,每种血清型能够特异性感染不同的组织或器官。

4、感染扩散能力强、特异性强

AAV具体体积小、滴度高等特点,在体内具有较强的感染扩散能力,并具有较高的组织特异性。

5、体内表达时间长

高滴度的AAV可在体内长期稳定表达。