
AAV(腺相关病毒)载体元件是基因治疗和基因研究中常用的工具,用于将外源基因递送到靶细胞中。AAV具有低免疫原性、无致病性、能高效感染多种细胞类型的特点,因此成为一种理想的基因递送载体。AAV载体的基本组成元件包括以下几部分:
1. 反向末端重复序列(ITR,Inverted Terminal Repeats)
ITR是AAV基因组两端的保守序列(约145 bp),负责病毒基因组的复制和包装,是AAV载体功能的核心元件。
ITR序列必须保留完整,否则无法保证有效的病毒包装。
2. 启动子(Promoter)
启动子控制目标基因的表达强度和组织特异性。
常见的启动子包括:通用启动子(如 CMV 启动子,强大且广泛表达)。
组织/细胞特异性启动子(如肝脏特异性启动子 TTR 或神经特异性启动子 Synapsin)。
3. 目标基因(Transgene)
是希望在靶细胞中表达的基因序列,通常包括编码蛋白或RNA的序列。
根据实验目标,可以是治疗基因、报告基因(如GFP、LacZ)或基因编辑工具(如CRISPR/Cas9组件)。
4. 增强子(Enhancer)
增强基因表达的调控元件,常与启动子结合使用。增强子常用于增强表达效率。
5. 多聚腺苷酸化信号(PolyA Signal)
PolyA信号有助于mRNA的稳定性和有效翻译,常见的有bGH polyA(牛生长激素的多聚腺苷酸化信号)。
6. 包装限制
AAV载体的包装能力有限,最大包装容量约为 4.7 kb(包括ITR)。
如果插入的元件过多,可能会导致包装失败。
7. 辅助序列(Helper Plasmid 或 Virus)
在生产重组AAV时,需要辅助序列提供AAV的复制和包装功能。这些功能由外源辅助质粒或病毒提供,而AAV载体本身已经被设计为不编码这些蛋白。
AAV载体的改进和应用
通过伪型化(Pseudotyping),不同的AAV血清型(如AAV2、AAV8、AAV9)可选择性靶向不同的组织或器官。
最新研究还开发了工程化AAV变体,以提高传染效率和特异性,或减少免疫反应。
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