腺相關(guān)病毒(AAV)是目前最常用的體內基因治療載體,已獲準用于治療包括色素性視網(wǎng)膜炎、脊髓性肌萎縮癥、杜氏肌營(yíng)養不良癥和血友病等在內的多種疾病。
這些人類(lèi)基因療法的臨床成功取決于腺相關(guān)病毒(AAV)能否安全有效地轉導到多種組織。然而,劑量相關(guān)的毒性甚至死亡,以及高劑量相關(guān)的轉基因表達顯著(zhù)減弱,促使人們深入理解 AAV 與宿主的相互作用的分子機制。
2025 年 7 月 14 日,北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院蘇曉東教授、悉尼大學(xué) Charles G. Bailey、John E.J. Rasko 等作為共同通訊作者,在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為:An alternate receptor for adeno-associated viruses 的研究論文。
該研究發(fā)現了一種腺相關(guān)病毒(AAV)的替代受體--AAVR2(CPD),其在缺乏 AAVR 的情況下,可恢復 E 分支 AAV(包括 AAV8)的轉導作用,并為未分類(lèi)的 AAV11 和 AAV12 提供了一條獨立于 AAVR 的專(zhuān)屬進(jìn)入通道。此外,研究團隊過(guò)表達了一個(gè)最小的功能性 AAVR2(miniAAVR2)以增強體內 AAV 轉導,從而使低劑量的 AAV 也能達到相似的療效。
目前,腺相關(guān)病毒(AAV)的血清型可根據其衣殼的氨基酸序列和結構分為六個(gè)分支(A 至 F)。由于不同的血清型表現出不同的細胞/組織嗜性,因此可以靶向不同的組織/疾病群。腺相關(guān)病毒(AAV)不同血清型的一個(gè)主要區別在于其衣殼與宿主蛋白(包括調控轉導和組織嗜性的受體)的親和力。例如,AAV8 是一種廣泛用于人類(lèi)基因治療的載體,其結構與最早發(fā)現的血清型 AAV2 相似度達 94%,但在免疫原性、受體結合和組織嗜性方面存在差異。
在這項最新研究中,研究團隊報告了一種腺相關(guān)病毒(AAV)的替代受體--AAVR2,即羧肽酶 D(CPD),它與多血清型 AAV 受體(AAVR)不同。
AAVR2 能夠介導 E 分支腺相關(guān)病毒(AAV)的轉導,包括 AAV8,并且為未分類(lèi)的 AAV11 和 AAV12 確定了一條獨特的不依賴(lài) AAVR 的轉導途徑。研究團隊通過(guò)冷凍電鏡(cryo-EM)表征了 AAV8 衣殼與 AAVR2 之間的直接結合,并確定了接觸的氨基酸殘基。研究團隊觀(guān)察到,AAV8 通過(guò)其可變區 VIII 直接與 AAVR2 的羧肽酶樣結構域-1 結合,并證明了缺乏 AAVR2 結合能力的 AAV 衣殼可通過(guò)生物工程改造與 AAVR2 相互作用。最后,研究團隊過(guò)表達了一個(gè)最小的功能性 AAVR2(miniAAVR2)以增強體內 AAV 轉導,從而使低劑量的 AAV 也能達到相似的療效。
該研究的核心發(fā)現:
總的來(lái)說(shuō),這項研究為 AAV 生物學(xué)提供了新見(jiàn)解,并為減少與 AAV 載體相關(guān)的劑量相關(guān)毒性提供了臨床可應用的解決方案。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00692-0
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