以下是常见的腺相关病毒(AAV)启动子及其组织特异性的分类和描述:
一、广谱(泛组织)启动子
这类启动子在多种组织中驱动基因表达,适合需要广泛表达的应用场景:
- CMV(Cytomegalovirus Immediate Early Promoter)
- 来源:巨细胞病毒。
- 特性:强启动子,在多数哺乳动物细胞(如肝脏、肌肉、神经元)中活性高,但可能在某些组织中随时间推移沉默。
- 应用:常用于体外实验或短期体内表达。
- CAG(复合启动子)
- 组成:CMV增强子 + 鸡β-actin启动子 + 兔β-globin剪接受体。
- 特性:比CMV更稳定,驱动高水平且持久的基因表达,广泛用于肝脏、心脏、视网膜等组织。
- EF1α(Elongation Factor 1α Promoter)
- 来源:人延伸因子1α。
- 特性:在分裂细胞(如干细胞、肝细胞)中活性高,神经元中表达效果良好,适合长期表达。
- CBh(Chicken β-actin Hybrid Promoter)
- 组成:鸡β-actin启动子结合CMV增强子。
- 特性:广谱且高效,常用于中枢神经系统和肌肉组织。
二、组织特异性启动子
通过限制基因表达于特定组织或细胞类型,减少脱靶效应,提升治疗安全性。
1. 肝脏特异性启动子
- hAAT(Human Alpha-1 Antitrypsin Promoter)
- 人源α-1抗胰蛋白酶启动子,驱动肝脏特异性表达,适用于血友病等肝靶向治疗。
- TBG(Thyroxine-Binding Globulin Promoter)
- 甲状腺素结合球蛋白启动子,高效肝脏特异性,常用于AAV介导的基因治疗临床试验。
2. 神经组织启动子
- Synapsin(Syn)
- 神经元特异性,适用于中枢和外周神经系统的基因表达。
- GFAP(Glial Fibrillary Acidic Protein Promoter)
- 靶向星形胶质细胞,用于胶质瘤或神经炎症研究。
- CaMKIIα(Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase IIα)
- 海马和前脑兴奋性神经元特异性,常用于学习记忆相关研究。
3. 心脏/肌肉特异性启动子
- cTnT(Cardiac Troponin T Promoter)
- 心肌细胞特异性,用于心脏疾病模型(如心肌病)。
- MCK(Muscle Creatine Kinase Promoter)
- 骨骼肌和心肌中活跃,适用于肌营养不良症治疗。
4. 视网膜特异性启动子
- RPE65(Retinal Pigment Epithelium-Specific 65 kDa Protein Promoter)
- 靶向视网膜色素上皮细胞,用于遗传性视网膜病变(如Leber先天性黑蒙)。
- hGRK1(Human G Protein-Coupled Receptor Kinase 1 Promoter)
- 光感受器细胞特异性,用于视网膜退行性疾病治疗。
5. 其他组织特异性启动子
- INS(Insulin Promoter)
- 胰岛β细胞特异性,用于糖尿病基因治疗。
- CD45(Hematopoietic Cell-Specific Promoter)
- 造血细胞特异性,适用于血液系统疾病研究。
三、选择启动子的注意事项
- 表达强度:强启动子(如CAG)适合治疗高剂量需求,弱启动子可能减少毒性。
- 持久性:某些启动子(如EF1α)在长期表达中更稳定。
- 免疫原性:哺乳动物源启动子(如EF1α)可能比病毒源(如CMV)更少引发免疫反应。
通过合理选择启动子,AAV载体可在基因治疗、疾病模型构建中实现精准的靶向表达,显著提高疗效和安全性。