腺相關(guān)病毒（AAV） 作為基因治療的 載體已被 許多國(guó)家 批準(zhǔn)用于治療多種遺傳疾病，包括視網(wǎng)膜色素變性、脊髓性肌萎縮癥、杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良和血友病，并在臨床上取得 了 顯著 的 療效。這些成功案例 是 建立在AAV能夠在 人類的 多種組織中實(shí)現(xiàn)安全且高效轉(zhuǎn)導(dǎo)的基礎(chǔ)上 ，也使得AAV成為目前最為廣泛地應(yīng)用于臨床的人類病毒載體 。

根據(jù)病毒 衣殼 蛋白 的氨基酸序列和 三維 結(jié)構(gòu)，AAV被劃分為六個(gè)主要譜系（Clade A–F）。不同血清型展示出獨(dú)特的細(xì)胞/組織嗜性，因此可用于靶向多種組織和疾病類型。其組織選擇性主要由衣殼與宿主蛋白（尤其是細(xì)胞受體）的相互作用所決定。其中，多血清型AAV受體AAVR（KIAA0319L）被證明是大多數(shù)AAV天然或人工血清型轉(zhuǎn)導(dǎo)所必需的關(guān)鍵受體【1】。 不過(guò)，越來(lái)越多 的 研究指出，AAV的組織特異性可能涉及其他受體或輔助因子，并且部分AAV血清型的轉(zhuǎn)導(dǎo)可能完全不依賴 于 AAVR【2,3】。

2 025 年 7 月 1 4 日，北京大學(xué)的蘇曉東團(tuán)隊(duì)與澳洲悉尼大學(xué)的JohnRasko團(tuán)隊(duì)合作，在Cell雜志上合作發(fā)表了題為An alternate receptor for adeno-associated viruses的文章，報(bào)道了一種此前未知的AAV受體——羧肽酶D（Carboxypeptidase D, CPD），并將其命名為AAVR2。

研究團(tuán)隊(duì)首先設(shè)計(jì)了一個(gè)全基因組 CRISPR/SAM轉(zhuǎn)錄激活文庫(kù)，在AAVR敲除 的 細(xì)胞系中 導(dǎo)入文庫(kù)，隨后用 AAV8-EGFP進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)富集 感染率高的細(xì)胞，隨后進(jìn)行NGS 測(cè)序分析，成功篩選出CPD基因。 后續(xù)的驗(yàn)證細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，AAVR2能夠介導(dǎo)Clade E血清型AAV（包括AAV8、AAVrh10、AAVhu37）及自然來(lái)源的AAV11與AAV12的轉(zhuǎn)導(dǎo)，且該過(guò)程不依賴傳統(tǒng)的AAVR受體。

為了理解 AAVR2的 結(jié)構(gòu)與 功能， 研究者們?cè)贖EK 293 細(xì)胞中過(guò)表達(dá)并純化了AAVR 2 蛋白的胞外域全長(zhǎng)以及各種結(jié)構(gòu)域片段，通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)（ELISA）和表面等離子共振（SPR）證實(shí)， AAVR 2 可以與AAV 8 衣殼直接相互作用，并證明相互作用主要由AAVR 2 的CP 1 結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)表明AAV 8 與AAVR 2 之間的親和力很強(qiáng)，能達(dá)到K D =73.8 nM。

隨后，研究者們利用冷凍電鏡（Cryo-EM）解析了AAV 8 和CP 1 結(jié)構(gòu)域的高分辨率復(fù)合物結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示，CP 1 結(jié)合于AAV 8 衣殼的二次對(duì)稱軸區(qū)域，周圍由多個(gè)可變環(huán)結(jié)構(gòu)（ VR-loops）環(huán)繞 。在這些VR-loops中，VR-VIII loop發(fā)揮關(guān)鍵作用，結(jié)構(gòu)顯示這一段與CP 1 直接相互作用，并且將AAV 8 的VR-VIII loop嫁接到AAV 2 的衣殼蛋白，可使原本不能通過(guò)AAVR2感染的AAV2獲得AAVR2依賴轉(zhuǎn)導(dǎo)能力，直接證明了該段區(qū)域在受體特異性中的功能決定作用。

總體而言，本研究鑒定了一條新的AAV轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，該通路可以不依賴AAVR，具體取決于AAV血清型。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了深入理解AAV細(xì)胞進(jìn)入機(jī)制分子決定因素的重要性，并展示了通過(guò)受體調(diào)控來(lái)優(yōu)化AAV基因轉(zhuǎn)導(dǎo)策略的潛力。

悉尼大學(xué) John E.J Rasko 教授、 Charles G Bailey 博士以及北京大學(xué)蘇曉東教授為本文的共同通訊作者，悉尼大學(xué)的博士后 Bijay P Dhungel 和北京大學(xué)博士后徐華是本文的共同第一作者。北京大學(xué)生科院冷凍電鏡平臺(tái)王國(guó)鵬老師對(duì)本研究作出了重要貢獻(xiàn)。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.026

制版人： 十一

參考文獻(xiàn)

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2. Havlik, L.P., Das, A., Mietzsch, M., Oh, D.K., Ark, J., McKenna, R., Agbandje-McKenna, M., and Asokan, A. (2021). Receptor Switching in Newly Evolved Adeno- associated Viruses. J Virol 95 , e0058721. 10.1128/JVI.00587-21.

3. Dudek, A.M., Pillay, S., Puschnik, A.S., Nagamine, C.M., Cheng, F., Qiu, J., Carette, J.E., and Vandenberghe, L.H. (2018). An Alternate Route for Adeno-associated Virus (AAV) Entry Independent of AAV Receptor. J Virol 92, e02213-02217. 10.1128/JVI.02213-17.

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