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从细胞外貌受体到基因释放，，，，， ，rAAV怎样进入细胞表达？ ？？？

时间：2022-03-30 热度：
 
 
 

重组腺相关病毒

 
重组腺相关病毒(RecombinantAdeno-associated Virus, rAAV)是一种可以高效递送外源基因在体内稳固表达的工具病毒载体，，，，， ，具有免疫原性低、转导效率高、无自主复制能力等多种特点，，，，， ，且拥有上百种靶向性各异的血清型，，，，， ，可实现特异组织/细胞基因递送。。。。；；；诙嘀钟诺，，，，， ，rAAV被普遍应用于临床前基因功效研究和人类重大疾病的基因治疗，，，，， ，如视网膜疾病、血友病、神经系统疾病及心血管疾病等。。。。数款rAAV基因治疗药物获批临床应用。。。。

 

现在rAAV在基础研究和基因治疗领域被大宗应用，，，，， ，然而关于rAAV载体在细胞水平上与宿主之间的相互作用明确仍不完全，，，，， ，提高这方面的熟悉将有助于更精准地以细胞/组织特异性的方法调控基因的表达，，，，， ，提高rAAV转导效率，，，，， ，增添临床试验中rAAV基因治疗的乐成。。。。

 

粘附与病毒进入

rAAV熏染机制的第一步是先要进入细胞，，，，， ，现在细小病毒进入细胞的方法是从衣壳连系到细胞外貌的聚糖或糖复合物最先的，，，，， ，这增进了衣壳与细胞外貌的共受体相互作用，，，，， ，实现内化（图1A）。。。。
 
rAAV差别血清型衣壳的特定结构位点决议了各自聚糖受体和共受体的特异性（表1）。。。。如AAV2，，，，， ，其连系以硫酸乙酰肝素卵白多糖(heparan sulfate proteo-glycan,HSPG)为主要受体，，，，， ，并使用整联卵白和生长因子受体作为共受体进入细胞。。。。同时，，，，， ，全基因组筛查发明，，，，， ，跨膜卵白KIAA0319L是rAAV转导细胞所必需的宿主因子，，，，， ，可作为几种常见的rAAV血清型的受体，，，，， ，被命名为通用AAV受体(AAVR)，，，，， ，当衣壳与细胞外貌的聚糖连系稳固，，，，， ，rAAV通过KIAA0319L依赖或非依赖的方法举行内化。。。。

 

表一 AAV血清型特异性受体，，，，， ，共受体和进入因子

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内化作用 

rAAV与细胞外貌特异性受体连系，，，，， ，激活胞内信号通路，，，，， ，进而触发受体介导的内吞作用。。。。这一历程可以依赖多种方法爆发，，，，， ，好比有的依赖网格卵白和小窝卵白，，，，， ，但并非都需要依赖网格卵白。。。。别的，，，，， ，一种小的GTP连系卵白-RAC1在增进病毒入胞历程中也施展要害作用，，，，， ，被称为巨胞饮作用(micropinocytosis)。。。。多项研究报道批注，，，，， ，网格卵白、小窝卵白或巨胞饮作用可能在一定水平上影响rAAV的转导，，，，， ，但它们关于rAAV转导不是必需的（图1B）。。。。这提醒了，，，，， ，多种内化途径可能共存，，，，， ，特定内化途径取决于宿主细胞类型、受体/共受体的特异性及rAAV血清型的差别。。。。

 

病毒胞内运输 

rAAV进入细胞后，，，，， ，进入早期内在体(early endosomes, EEs)、晚期内在体(late endosomes, LEs)和高尔基体(Golgi)中，，，，， ，rAAV进入内在体是病毒有用转导的要害办法，，，，， ，rAAV的胞内运输需要借助内在体的酸化历程。。。。研究发明，，，，， ，宿主细胞类型和病毒剂量影响rAAV进入内在体。。。。
 
泛素化-卵白酶系一切、自噬和内质网相关卵白降解(ERAD)会影响rAAV转导，，，，， ，病毒的构象爆发转变或衣壳卵白局部变性，，，，， ，导致病毒能被泛素化，，，，， ，这是病毒颗粒降解的信号。。。。rAAV衣壳卵白泛素化具有组织特异性，，，，， ，且差别rAAV血清型对泛素化-卵白酶系一切敏感性差别。。。。卵白酶体抑制剂可以提高差别rAAV的转导效率。。。。

 

病毒脱壳及入核

现在关于rAAV的入核机制尚无统一结论，，，，， ，主要有两种差别的看法：其一，，，，， ，rAAV在进入细胞核之前，，，，， ，会从内在体或背面高尔基体管网状结构(trans-golgi network, TGN)逃逸到细胞质中，，，，， ，并在核周间隙处(perinuclear space)群集，，，，， ，裂解，，，，， ，随后DNA基因组进入细胞核（图1D）。。。。其二，，，，， ，也有研究以为rAAV通过核孔复合体(nuclear pore complexes, NPCs)以完整的病毒颗粒进入细胞核内，，，，， ，并在核内完成脱壳，，，，， ，而不是被动扩散进入核。。。。

 

基因组释放及表达

一旦进入细胞核，，，，， ，rAAV基因组就从衣壳中释放出来，，，，， ，也有可能是病毒颗粒在入核之前或时代释放了DNA基因组。。。。为了实现外源基因的表达，，，，， ，单链AAV(ssAAV)基因组可以通过互补链合成或碱基配对使正负链杂交的方法复制成为双链DNA后表达目的基因，，，，， ，这一历程为rAAV转导历程中的限速办法，，，，， ，新合成的中心体dsDNA的稳固性也是一个限制因素。。。。
 
自互补AAV(Self-complementary AAV, scAAV)是在rAAV的基础上将其编码区域设计成双链DNA，，，，， ，熏染细胞后互补部分互补形成双链DNA，，，，， ，不需期待第二链DNA合成，，，，， ，作废了rAAV基因表达的限速办法，，，，， ，因此scAAV熏染后3-5天即可抵达表达岑岭，，，，， ，同时在部分细胞中视察到了更高的转导效率。。。。
 
rAAV DNA基因组的释放、转录及表达取决于rAAV血清型和宿主细胞类型。。。。例如，，，，， ，在Hela细胞中，，，，， ，与rAAV2和5相比，，，，， ，rAAV1是较快在核内脱壳的，，，，， ，但由于DNA基因组释放效率低，，，，， ，rAAV1的转导率最低。。。。别的，，，，， ，在小鼠肝脏中，，，，， ，rAAV2、6和8进入细胞核并在核内脱壳的速率类似，，，，， ，但rAAV6和rAAV8的转导效率显着更高。。。。

 

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 图1 rAAV细胞转导机制

 

rAAV侵染细胞时，，，，， ，先与细胞外貌特异性受体连系，，，，， ，激活胞内信号通路，，，，， ，进而触发AAV通过受体介导的内吞作用进入细胞，，，，， ，经由内在体、高尔基体等细胞器的协助下进入细胞核，，，，， ，病毒裂诠释放基因组，，，，， ，其单链DNA需复制成为双链DNA后表达目的基因。。。。
 
相识rAAV细胞转导机制将有助于更精准地以细胞/组织特异性的方法调控基因的表达，，，，， ，提高rAAV转导效率，，，，， ，增添临床试验中rAAV基因治疗的乐成。。。。同时，，，，， ，选择稳固、高质量的病毒包装系统开展病毒制备亦对基因研究的顺遂举行至关主要。。。。

UG环球生物践行“赋能基因治疗，，，，， ，共守生命康健”的使命，，，，， ，以焦点手艺升级、工艺开发升级、本钱控制升级，，，，， ，提升基因递送载体的产品可及性。。。。用实业回报社会、用科技振兴行业，，，，， ，让基因递送触手可及！

 

 


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参考文献

[1]Bijay P Dhungel, Charles G Bailey, John E J Rasko., Journey to the Center of the Cell: Tracing the Path of AAV Transduction. Trends Mol Med. 2021 Feb;27(2):172-184.

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