腺相关病毒(aav)在科研中的应用

腺相关病毒（Adeno-Associated Virus, AAV）是一类非致病性、低免疫原性、可在多种细胞类型中实现稳定基因表达的病毒载体。由于其安全性高、基因携带较稳定，在生命科学与医学研究中应用极为广泛。

一、基因过表达（Gene Overexpression）

AAV 载体可将目标基因稳定、高效地导入细胞或动物体内，用于：

• 验证基因功能

• 构建疾病模型（如过表达致病基因）

• 长期表达治疗性蛋白（如神经肽、细胞因子）

其表达持续性强，是构建长期表达模型的首选工具。

二、基因敲低 / 干扰（shRNA / miRNA Delivery）

AAV 可递送 shRNA 或 miRNA，从而实现基因表达抑制，用于：

• 基因功能探索

• 信号通路调控研究

• 疾病模型的建立（如抑制致病基因表达）

所属宿主细胞不易整合入基因组，可避免 lentivirus 可能导致的插入突变。

三、基因编辑（CRISPR 系统传递）

AAV 常用于递送 CRISPR 相关组件，特别适用于体内基因编辑：

• CRISPR/Cas9（小型 Cas 系统如 SaCas9）

• CRISPR/Cas13（RNA 编辑）

• Base Editing / Prime Editing（碱基编辑、引导编辑）

优点：

• 特定组织靶向强（不同血清型可靶向肝脏、神经、肌肉等）

• 高安全性，适合体内长期基因调控研究

四、体内组织特异性基因操作

AAV 的不同血清型（如 AAV8、AAV9、AAV-PHP.eB 等）具有明显的组织嗜性，可实现：

• 中枢神经系统特异表达

• 肝脏特异表达

• 心肌 / 骨骼肌表达

• 视网膜靶向表达（如 AAV2）

科研中可用于构建高精度体内表达模型。

五、神经科学研究（Neuroscience）

AAV 是神经科学中最常用的病毒工具之一，可用于：

• 回路示踪（Anterograde / Retrograde Tracing）

• 钙成像（GCaMP 系列）

• 光遗传学（Optogenetics，如 ChR2、NpHR）

• 化学遗传学（DREADDs）

• 神经毒素 / 神经肽递送

特点：不引发明显炎症反应，不影响神经元的生理活动。

六、疾病模型建立

AAV 可用于诱导动物体内产生特异性病理变化，例如：

• 心血管疾病模型（心肌基因异常表达）

• 神经退行性疾病模型（如阿尔兹海默、小鼠基因过表达 Tau、APP）

• 肝脏代谢疾病模型

相比基因敲除小鼠，AAV 建模周期短、灵活性高。

七、报告基因表达与示踪（Reporter Labeling）

AAV 携带荧光蛋白或报告基因，如：

• GFP / RFP / mCherry

• luciferase（生物发光实验）

• Cre / Flp 重组酶

用途：

• 标记特定细胞群体

• 检测转导效率

• 体内跟踪细胞行为

腺相关病毒（AAV）因其高安全性、明确的组织嗜性、长期表达能力和较低的免疫反应，已成为科研中最重要的基因递送工具之一，在：

• 基因功能研究

• 神经科学

• 体内基因编辑

• 疾病模型构建

• 基因治疗前沿研究