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盤點神經研究中常用的AAV血清型

作為基(ji)因治療的首(shou)選(xuan)載(zai)體(ti)，腺(xian)相關(guan)病毒（AAV）擁有許多(duo)的特(te)點，特(te)別是天然的AAV衣(yi)殼有成(cheng)百上(shang)千種(zhong)，這也就(jiu)是文獻(xian)中(zhong)常(chang)提到的AAV血(xue)清型。不(bu)同(tong)的衣(yi)殼蛋白（Cap）或AAV血(xue)清型提供了多(duo)樣性的組織侵染能力的選(xuan)擇(ze)，并且為避開(kai)基(ji)因治療宿主(zhu)已有的對某些(xie)衣(yi)殼蛋白的免疫(yi)抗性提供可能。

現階(jie)段研(yan)究人員(yuan)已發現12種(zhong)人類AAV血清型(xing)（AAV1至AAV12）和100多種(zhong)非人類靈長動物AAV血清型(xing)，不同血清型(xing)的AAV具(ju)有不同的特性。圖1所(suo)列為人類AAV1至AAV9識別的細胞表面受體，圖2所(suo)列為AAV1至AAV9的不同組織親(qin)噬(shi)性。

表(biao)1. 人類AAV1至AAV9識別的細胞(bao)表(biao)面受體

表2. AAV1至AAV9的不同組(zu)織(zhi)親(qin)噬性(xing)

據報道，目前適用于神經系統的AAV血清型有：1、2、5、6、8、9、PHP.B、PHP.eB、PHP.S、DJ、Retro、rh10等十幾種，不同的血清型在神經系統不同部位的感染效率及擴散能力不同，合適的血清型關乎基因是否能夠實現高效穩定表達，甚至關乎最終的研究結果，因此綜合標記的細胞和每種AAV血清型的特性等因素來選擇合適的AAV血清型至關重要。那么，面對琳瑯滿目的血清型，該如何選擇適合自己的那個呢？

利用AAV實現對神經環路的精確標記，主要涉及兩大基本問題即方向性（順向、逆向）和是否跨突觸的問題。順向(Anterograde)是由注射部位的神經元胞體經軸突下行至末梢，逆向(Retrograde)是由軸突末梢傳到細胞體；順向跨突觸（Anterograde transneuronal）是從胞體傳到軸突末梢后跨過突觸傳遞至下一級神經元，逆向跨突觸（Retrograde transneuronal）跟順向(xiang)跨突(tu)(tu)觸相反，是由胞體逆(ni)向(xiang)跨突(tu)(tu)觸傳遞至(zhi)上一級神經元(yuan)的軸突(tu)(tu)。如(ru)下(xia)圖所示：

圖3. AAV標記(ji)神經(jing)元的方式 （Strick P L et al. eLS, 2011）

可逆向示蹤(zong)的血清型

常見的AAV病毒載體都是順向標記，極少能進行逆行傳遞，這大大限制了AAV載體在神經環路示蹤中的應用。直到2016年，研究人員在AAV2的基礎上，通過定向進化的方式改造出一種具有逆向示蹤功能的AAV2突變體——AAV2-retro，該載體能(neng)夠在(zai)小鼠大腦中進行有效的(de)神經環路逆向標記，且(qie)其逆行示蹤(zong)能(neng)力和效率(lv)與傳統的(de)逆行示蹤(zong)劑相(xiang)當(dang)。圖4所(suo)示為(wei)rAAV2-retro的(de)開發過程及應用實例：

圖(tu)4. rAAV2-retro（逆(ni)向非跨突觸標記）（Tervo et al., Neuron, 2016）

可順向跨單級突觸的血清型

2017年張礪教授團隊(dui)研究(jiu)(jiu)報道AAV1能在高(gao)滴度條件下呈順(shun)向(xiang)跨(kua)突觸傳播，與Cre依賴的報告系統相結合，可高(gao)效和特異性地驅動Cre依賴的外(wai)源基(ji)因在突觸后(hou)神經(jing)元中的表達，以標記突觸后(hou)神經(jing)元。2020年該研究(jiu)(jiu)團隊(dui)再次深(shen)入研究(jiu)(jiu)了AAV1順(shun)向(xiang)跨(kua)突觸標記的作(zuo)用機制——依賴于突觸囊泡(pao)的釋放，同時揭示了其(qi)在多(duo)種(zhong)神經(jing)環(huan)路中的廣泛應用，為AAV1作(zuo)為順(shun)向(xiang)跨(kua)突觸示蹤(zong)病毒工具對神經(jing)元及其(qi)投射(she)腦區進行標記提供了諸(zhu)多(duo)證據(ju)，如圖5所示。

圖5. AAV1順(shun)向跨突(tu)觸標記（Zingg B et al. J Neurosci, 2020）

可跨血腦屏障的血清型

血腦屏障的存在對中樞神經系統有很強的保護作用，但同時它也能阻隔藥物的傳遞和吸收，使神經系統疾病的治療變得異常困難，如圖6所示，AAV9& AAVPHP.B& AAVPHP.eB& AAVPHP.S可以有(you)效介導基(ji)因由外周向中樞神經系統的(de)跨越，繼而將遺(yi)傳物質遞送(song)至大腦或脊髓中。

圖6. AAV9& AAVPHP.B& AAVPHP.eB& AAVPHP.S有效介導基因由外周(zhou)至(zhi)中樞神經(jing)系(xi)統的(de)跨越 (Ken Y Chanet al, Nat Neurosci, 2017)

不知如(ru)何選擇(ze)血(xue)清型？

用血清型篩(shai)選(xuan)試劑盒(he)！

雖然目前已經有一(yi)些(xie)血(xue)(xue)清型(xing)表現出了(le)(le)在中樞(shu)/外周神(shen)經系統(tong)中較強的(de)(de)(de)特異(yi)性(xing)(xing)，但是仍然有很多(duo)的(de)(de)(de)待研細胞的(de)(de)(de)合適(shi)血(xue)(xue)清型(xing)是未知(zhi)的(de)(de)(de)。為(wei)了(le)(le)幫助各位研究人員篩選到更(geng)合適(shi)的(de)(de)(de)血(xue)(xue)清型(xing)，內(nei)含多(duo)種(zhong)血(xue)(xue)清型(xing)的(de)(de)(de)AAV篩選試(shi)劑盒“應時而(er)生(sheng)”，使用該“魔盒”只需一(yi)次感(gan)染(ran)就能檢測與驗證AAV血(xue)(xue)清型(xing)對靶組織的(de)(de)(de)侵染(ran)特異(yi)性(xing)(xing)，進而(er)幫助受此困擾(rao)的(de)(de)(de)研究人員快速篩選到親嗜性(xing)(xing)更(geng)好的(de)(de)(de)AAV血(xue)(xue)清型(xing)，以實現基(ji)因(yin)高效表達(da)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

下圖為使用維真生物血清型篩選試劑盒檢測多種AAV血清(qing)(qing)型對小鼠腦神(shen)(shen)經細胞的感染(ran)情況，從中篩選出感染(ran)小鼠大腦神(shen)(shen)經元細胞的更適血清(qing)(qing)型，如圖7所示，AAVPHP.B較其他幾種血清(qing)(qing)型對小鼠大腦神(shen)(shen)經元的侵染(ran)效率更高。

圖7. AAV血清型篩(shai)選試劑(ji)盒檢測多種AAV血清型對(dui)小鼠腦神經細胞的感染情況

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