AAV-PHP血清型的发现

重组的腺相关病毒经常用作体内基因运输的载体，然而天然存在的AAV的靶向性选择较为有限，这就要求科学家们去寻找新的具有特定特征的AAV病毒衣壳。2016年2月1日Nature Biotechnology期刊中一篇题为“Cre-dependent selection yields AAV variants for widespread gene transfer to the adult brain”的文章引起了巨大的轰动。在这项新的研究中，来自美国加州理工学院的Benjamin Deverman及其同事们开发出一种被称作基于Cre重组的AAV靶向进化（Cre recombination–based AAV targeted evolution, CREATE）的病毒衣壳选择方法，从而开发出更加高效地转导体内表达Cre的细胞群体的AAV病毒衣壳。利用CREATE方法，他们开发出经静脉注射后能够高效地和广泛地转导成年小鼠中枢神经系统的AAV变异体，一类是在神经元和神经胶质细胞中都能发挥较高转导效率的AAV-PHP.B、AAV-PHP.B2和AAV-PHP.B3，另一类是在星形胶质细胞转导中表现出更高效率且选择性更强的病毒载体AAV-PHP.A。

为了开发更加高效安全的血清型，科学家利用6周龄左右的小鼠对三种血清型在中枢神经系统中的转导进行了检测，它们分别是目前现行的应用标准AAV9血清型和两种新发现的血清型AAV-PHP.A与AAV-PHP.B。通过对病毒衣壳的免疫组化染色发现，与AAV9病毒载体相比，AAV-PHP的衣壳能在注射后短时间内更加容易地定位到大脑静脉上。且与AAV9和AAV-PHP.A注射组相比，在注射后的24小时，利用AAV-PHP.B血清型转导的小鼠脑血管部位表达绿色荧光蛋白的细胞数目出现显著增加。此外，在中枢神经系统的小脑、中脑、丘脑、脑回、纹状体以及海马细胞、皮质细胞等中，AAV-PHP.B血清型的基因运输效率也明显高于其他病毒载体。

为了进一步量化AAV-PHP.B的转导效率，科学家在注射后25天测定了成年小鼠的几个大脑区域和器官的病毒载体基因组。结果显示，AAV-PHP.B载体有着其他血清型所不具备的基因运输优势，主要表现为基因能被高效地运输到中枢神经系统的各个区域。多项实验数据表明，与注射AAV9血清型的小鼠相比，AAV-PHP.B血清型在皮质处的基因运输效率是AAV9的40倍，在纹状体处为92倍，丘脑处为76倍，小脑处为41倍以及脊髓处的75倍。同时，研究发现在肝脏、心脏、骨骼肌和肾脏中，三种病毒载体的转导效率并没有显著差异，在胰脏中AAV-PHP.B的转导效率还要明显低于AAV9血清型。这说明，在中枢神经系统的转导中，AAV-PHP.B血清型有着AAV9和AAV-PHP.A血清型无法比拟的超高转导效率，虽然AAV-PHP.B并不是中枢神经系统特异性的载体，但其在中枢神经系统中的高效基因转导特性却是特异性的。此外，研究者还发现，AAV-PHP.B血清型组中，小鼠脑中GFP基因的表达可以维持一年之久，这说明，利用病毒载体AAV-PHP.B运输基因在体内可以实现长期稳定地表达。上述结果均说明，AAV-PHP.B目前已经成为靶向中枢神经系统最佳的腺相关病毒血清型。

通过以上研究结果得出，在多种病毒载体（包括AAV在内）的竞争中，人工改造的病毒AAV-PHP.B因能够高效地运输基因载物到小鼠的脑细胞中而名列前茅。在基因运输效率上，AAV-PHP.B打败了包括现行应用标准AAV9在内的其他病毒载体，它在小鼠中枢神经系统中的基因运输效率至少比AAV9高出40倍，而且利用AAV-PHP.B运输的基因也会出现在脊髓、视网膜和体内其他部位。再者，在体外实验中，AAV-PHP.B能够比AAV9更加高效地转导多种神经元和星形胶质细胞。

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