一篇看懂！神經系統AAV血清型怎麽選擇（值得收藏）

那麽該如何選擇合适的血清型呢(ne)？

據報道，目前适用(yòng)于神經系統的AAV血清型有(yǒu)：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(néng)力不同，合适的血清型關乎基因是否能(néng)夠實現高效穩定表達，甚至關乎最終的研究結果，因此綜合标記的細胞和每種AAV血清型的特性等因素來選擇合适的AAV血清型至關重要。

這類研究目的包括神經元順行标記和神經元逆行标記，此時AAV合适血清型相對單一，因此選擇起來也十分(fēn)簡單。

研究報道AAV1能(néng)在高滴度條件下呈順向跨突觸傳播，與Cre依賴的報告系統相結合，可(kě)高效和特異性地驅動Cre依賴的外源基因在突觸後神經元中(zhōng)的表達，以标記突觸後神經元。2020年再次深入研究了AAV1順向跨突觸标記的作(zuò)用(yòng)機制——依賴于突觸囊泡的釋放，同時揭示了其在多(duō)種神經環路中(zhōng)的廣泛應用(yòng)，為(wèi)AAV1作(zuò)為(wèi)順向跨突觸示蹤病毒工(gōng)具(jù)對神經元及其投射腦區(qū)進行标記提供了諸多(duō)證據，如圖1所示。

此外，張砺教授團隊還證實scAAV1-hSyn-Cre相比AAV1載體(tǐ)具(jù)有(yǒu)更優越的順向跨突觸标記能(néng)力，可(kě)在興奮性、抑制性、神經調質(zhì)和腦-脊髓等多(duō)種神經環路中(zhōng)有(yǒu)效、特異地标記單突觸靶神經元及其輸出，從而解析不同的功能(néng)/行為(wèi)。

該載體(tǐ)能(néng)夠在小(xiǎo)鼠大腦中(zhōng)進行有(yǒu)效的神經環路逆向标記，且其逆行示蹤能(néng)力和效率與傳統的逆行示蹤劑相當。圖2所示為(wèi)rAAV2-retro的開發過程及應用(yòng)實例：

這類應用(yòng)中(zhōng)可(kě)供選擇的血清型較多(duō)，不同血清型的擴散能(néng)力以及對不同部位或細胞的感染能(néng)力不同，目前常用(yòng)的血清型有(yǒu)：1、2、5、6、8、9、rh10、DJ、hull等。在實際應用(yòng)中(zhōng)往往根據外周神經、脊髓、大腦各腦區(qū)等不同部位以及細胞類型選擇合适的血清型。

推薦使用(yòng)血清型PHP.S、rh10或9。PHP.S作(zuò)為(wèi)9型的改良版，不僅擴散能(néng)力強，而且還特異性的感染外周神經元，是目前感染外周神經系統的最佳血清型。一般情況下血清型rh10、9也能(néng)滿足實驗需求，無論是在背根神經節還是坐(zuò)骨神經，AAVrh10和AAV9感染效率相似且顯著高于其它血清型（YannickTanguy et al. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2015）。此外，AAVrh10在骨骼肌組織中(zhōng)具(jù)有(yǒu)感覺神經元趨向性，非常适合用(yòng)于骨痛等相關研究。

推薦使用(yòng)血清型PHP.eB、PHP.B、rh10、9。

血清型PHP. eB、PHP. B由血清型9改造，其對神經元和膠質(zhì)細胞的感染效率達到9型的40倍以上，且通過系統注射即可(kě)，操作(zuò)方便（圖3）。

圖3. AAV-PHP.S高效特異的感染外周神經系統

此外血清型rh10或9也可(kě)以，研究人員通過髓鞘注射AAV2、5、6、8、9、rh10等六種血清型，結果發現在脊髓背角AAV9和rh10血清型轉導效率最高，且對DGR的感染效率也顯著高于其它血清型（圖4），且它們作(zuò)為(wèi)廣譜的血清型對于其它系統感染效率也很(hěn)高，再開展其它部位研究時不用(yòng)在購(gòu)買新(xīn)的AAV。

圖4. 不同血清型AAV感染脊髓效果對比

相較于外周及脊髓，大腦的結構更加複雜且分(fēn)區(qū)較多(duō)，在選擇AAV血清型時要根據全腦感染還是局部感染來确定。

推薦使用(yòng)血清型PHP.eB、PHP.B、9、rh10，這幾種血清型均能(néng)透過血腦屏障，且擴散性很(hěn)好。在對感染效率要求較高時，如圖5所示，建議使用(yòng)血清型PHP.eB或PHP.B；此外血清型9、rh10也可(kě)用(yòng)。

圖5. AAV9、AAV-PHP.B、AAV-PHP.eB全腦感染效率對比

大腦不同區(qū)域因其緻密程度、細胞類型等不同，所以不同腦區(qū)對應的合适的血清型也各不相同。

推薦使用(yòng)血清型5或DJ。已報道結果顯示在小(xiǎo)鼠紋狀體(tǐ)部位注射AAV後，血清型5的擴散範圍及感染效率最高（圖6），同時AAV5對星形膠質(zhì)細胞和神經元感染效率高，對小(xiǎo)膠質(zhì)細胞及少突膠質(zhì)細胞感染效率低（Dominik F et al. Plos one. 2013）。此外，血清型DJ也适合紋狀體(tǐ)注射，AAV-DJ對神經元、星形膠質(zhì)細胞和小(xiǎo)膠質(zhì)細胞感染效率均較好，但不感染少突膠質(zhì)細胞(Minhee Jang et al. Front. Cell. Neurosci. 2018)。

圖6. 不同血清型AAV感染紋狀體(tǐ)效果對比

通常推薦使用(yòng)血清型9。在海馬區(qū)域AAV9的擴散能(néng)力及感染效率最高，通常為(wèi)海馬注射AAV的首選血清型，此外血清型DJ等也可(kě)以。當希望隻感染海馬DG或CA1、CA3等區(qū)時，宜選擇擴散範圍較小(xiǎo)的AAV2（圖7）。

圖7. 不同血清型AAV感染海馬效果對比

推薦使用(yòng)血清型9或8、6、5。AAV9擴散範圍最廣（圖8），且其感染的95%細胞為(wèi)神經元，因此在感染皮層時通常選用(yòng)該血清型；血清型8或6感染效率稍低。當感染前額葉皮層、運動皮層等分(fēn)區(qū)時，則推薦使用(yòng)AAV5（Hanlim Song et al. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2017）。

圖8. 不同血清型AAV感染皮層效果對比

推薦使用(yòng)血清型5，與其它血清型相比其不僅在黑質(zhì)區(qū)域擴散範圍大且感染效率高，此外其感染神經元和膠質(zhì)細胞的效率均等（圖9）。

圖9. 不同血清型AAV感染黑質(zhì)效果對比

推薦使用(yòng)血清型5。

如圖10所示除血清型4、5外，其它血清型均可(kě)以，通常推薦使用(yòng)血清型6或DJ。

圖10. 不同血清型對杏仁核感染效率比較

最後，如果是開展臨床試驗，推薦使用(yòng)血清型2，因為(wèi)目前隻有(yǒu)血清型2完全沒有(yǒu)免疫原性，最為(wèi)安(ān)全，易于臨床推廣。

此外，大家還可(kě)以結合神經系統特異性啓動子，配合血清型更加高效且特異性的操控基因表達（表2）。