腺相关病毒基因载体在基因治疗中的挑战2021-12-17 10:35:23
AAV病毒最常用的两个包装系统为哺乳动物人胚胎肾细胞293(HEK29)包装系统和杆状病毒/Sf9系统。其中,杆状病毒/Sf9系统是最早使用的包装系统之一,可用于生产多种表型的AAV病毒,此系统的包装成本较低,但病毒衣壳组分极易发生改变、生物效价较差。另外,由于包装时衣壳基因辅助质粒使用的VP1起始密码子为非经典的ACG,使得此系统包装的AAV病毒感染效率较差。然而,考虑到大规模生产的成本问题,杆状病毒/Sf9 系统更适合应用于商业生产中。为了解决其存在的问题,有团队尝试对VP1起始密码子进行替换,但此方法缺乏不同血清型AAV生产所必需的灵活性。ZOLOTUKHIN等人通过筛选效果较弱的KOZAK序列,改变了核糖体扫描起始位点,建立了能够包装多种AAV血清型的昆虫包装系统,此系统与哺乳细胞包装系统相比,病毒VP1和VP2蛋白含量大大增加,并且包装的AAV5病毒DNA污染率更低、生物效价更优,在小鼠大脑组织中的转导效率更好。除了对于包装系统的优化外,衣壳蛋白表达单元的设计对于组装有效的基因治疗载体也至关重要。
应用腺相关病毒载体时发现,它的基因组在核内表达效率十分有限,并且对于某些难转型细胞,其介导的基因转导较低,而这可能与其胞内运输和核内活动有关。据研究报道,细胞中存在一种伴侣蛋白 FKBP52,它会在细胞表皮生长因子受体蛋白酪氨酸激酶的作用下,发生酪氨酸或苏氨酸/丝氨酸磷酸化,在AAV介导外源基因胞内运输时,磷酸化的FKBP52 能使其衣壳表面的酪氨酸残基磷酸化,衣壳蛋白泛素化水平因此提高,被蛋白酶体识别和降解的概率大大提高,最终外源基因表达效率受到抑制,并且,在细胞核中,磷酸化的FKBP52会与AAV载体基因组3端的D序列结合,阻碍基因组第二条链的合成,从而降低AAV载体介导的基因表达效率。此外,低效率的内含体-溶酶体逃逸过程也可能阻碍其顺利完成胞内运输过程,阻碍基因表达。
出自《腺相关病毒载体在基因治疗领域中的应用和挑战》作者谭靓,李泰明.
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