AAV的ITR(Inverted Terminal Repeat,倒置末端重复序列)是腺相关病毒(Adeno-Associated Virus, AAV)基因组的关键结构元件之一。这些序列位于AAV基因组的两端(5′ 和 3’),通常是145碱基对左右的高度保守结构。ITR序列在AAV病毒的复制、包装和整合过程中起着非常重要的作用。

1.ITR序列的主要功能

(1)模板功能

ITR序列在病毒DNA复制过程中起到引导作用,可以形成发夹状的结构,提供3’末端作为DNA合成的起始点。

这种自引导复制方式是AAV的一种特性,称为“单链DNA复制”。

(2)基因包装:ITR是病毒基因组被包装进病毒衣壳的必需序列。没有ITR的DNA序列无法被AAV的衣壳识别和有效包装。

(3)宿主基因组整合:在某些条件下,AAV可以通过ITR序列与宿主细胞基因组特定位点(例如人类19号染色体上的AAVS1位点)整合。尽管重组型AAV(rAAV)在基因治疗中通常不整合到宿主基因组中,但原始野生型AAV具备这种能力。

(4)保护基因稳定性:ITR的特定结构可以保护基因组的完整性,减少降解。

2.ITR的结构特点

(1)发夹结构:ITR序列是一个具有倒置重复序列的区域,可以形成发夹状的二级结构。这种结构对于AAV的功能至关重要。

(2)高度保守性:不同的AAV血清型(如AAV2、AAV8)之间,ITR序列的变化非常小,表明其对病毒生命周期的核心作用。

3.ITR在基因治疗中的应用

在基因治疗中,重组AAV载体通常保留两端的ITR序列,并将中间的病毒基因去除,用于插入治疗基因。这些ITR序列是必不可少的,因为它们负责病毒载体的复制和包装,同时确保治疗基因能够在靶细胞中表达。

总结

AAV的ITR序列是AAV基因组的关键调控元件,其功能包括复制、包装和整合等,是AAV基因治疗技术的基础部分。