腺相关病毒(Adeno-associated Virus,AAV)属于细小病毒科(parvoviridae),单链DNA病毒,经过改造的rAAV病毒工具已被广泛的应用在动物水平的基因表达、基因操作和基因治疗。AAV是迄今发现的一类结构最简单的天然的复制缺陷型病,不能独立复制,只有在辅助病毒如单纯疱疹病毒存在时才能完成复制,生成子代AAV。
AAV对中枢神经系统具有较高的感染效率,能够介导长久稳定的基因表达,相对于其他类型的嗜神经病毒产生的细胞毒性极小。AAV的另一个优势就是能够产生高滴度的病毒粒子,可保证同一个神经元感染多个病毒粒子,从而维持外源基因的高表达。因此 AAV 是外源基因表达的良好载体,也是神经环路研究中使用最广泛的表达工具。
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将1μl siRNA实验组病毒(AAV2/8/SMVEGF-2;n=12)或对照载体(AAV2/8/gfp;n=14)注入C57BL/6小鼠的视网膜下腔。1week后,用半导体激光在每只眼的视神经周围制造4个不同的脉络膜烧伤,诱导脉络膜新生血管(CNV)。2week后,摘除眼睛进行视网膜平贴制剂CNV分析。
结果显示,视网膜下注射AAV2/8/SmVEGF-2与AAV8/GFP相比,激光损伤区的CNV显著减少(1597.3±2077.2比5039.5±4055.9µm(2);P<0.05)。使用酶联免疫吸附试验,我们发现AAV2/8/SmVEGF-2治疗组的VEGF水平降低了大约一半。
图1. 组织学分析AAV8/GFP转导特性。在冰冻切片中A、感光细胞;B、视网膜色素上皮细胞(RPE)均可检测到绿色荧光蛋白的表达。视网膜平贴制剂也显示绿色荧光蛋白在RPE细胞中的广泛表达(C和D)
体外转导实验中,将分离的胰岛分别感染不同血清型的dsAAV(剂量:10000个病毒基因组颗粒/细胞)。7d后,观察GFP在体外胰岛中感染情况。体内转导实验中,将不同血清型dsAAV(剂量:5×1011vg)腹腔注射(i.p.)感染成年老鼠。2个月后,从病毒载体处理的小鼠中分离胰岛,观察GFP的表达。
结果显示,1)AAV 在体外感染分离出来的胰岛时,AAV6 的感染能力是最强的,其次是AAV1,再次AAV8 和AAV2,AAV5 的感染效果最差。2)腹腔体内注射时,AAV8感染腺泡细胞的能力是最强的。
图2. 不同血清型dsAAV-CB-GFP载体对离体胰岛和体内胰腺的转导作用
图3. VTA到mOT的多巴胺能神经元的激活会导致动物的奖赏行为