Annual Review of Neurosci：针对不同脑细胞的腺相关病毒工具包
重组腺相关病毒是神经科学研究中常用的基因载体。它们有两个可驱动的特征:外层蛋白质壳和包裹的基因组。对这些特征进行修饰可以分别增强细胞类型或组织的趋向性，并控制转基因表达。
几种具有独特趋向性的工程AAV衣壳已经被鉴定出来，包括具有增强中枢神经系统转导、细胞类型特异性和神经元逆行转运的变体。将这些AAVs与现代基因调控元件和最先进的报告器、传感器和效应器货物配对，可以实现高度特异性的转基因表达，用于大脑细胞和回路的解剖和功能分析。
最近，加州理工学院神经科学与生物工程Viviana Gradinaru教授课题组在国际著名期刊Annual Review of Neuroscience 发表题为“Adeno-Associated Virus Toolkit to Target Diverse Brain Cells”的综述文章，文章讨论了最近的进展，提供了一个全面的AAV工具包，用于遗传访问分子定义的脑细胞类型。
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重组腺相关病毒（AAVs）是重要的基因载体，是神经科学研究和基因研究以及神经障碍的治疗的首选载体。由于它们具有转导分裂和不分裂的能力，所以非常适合转基因的递送，用于人类和动物模型的长期转基因表达的细胞，包括小鼠，大鼠和非人类灵长类动物（NHPs）。AAVs作为细胞类型和组织特异性载体的成熟发展了病毒衣壳的工程，进入大脑。
实验小鼠的遗传背景可以影响AAV在小鼠体内的转导。AAV-PHP能增强CNS转导。例如，在某些小鼠品系中，包括BALB/cJ小鼠。几个研究小组确定了该表型的分子来源为菌株依赖鼠限制性蛋白Ly6a的多态性。
来自不同家族的AAV血清型在大脑中不表现出株特异性差。研究表明，来自不同序列家族的衣壳变体具有不同的血脑屏障进入机制。在小鼠中测试AAV血清型来自不同遗传背景的菌株可能揭示血脑屏障潜在差异的分子机制。
虽然目前已有几种具有CNS特异性趋向性的AAV，但为神经科学研究组装完整的AAV工具的工作还有待完成。现代病毒衣壳选择实验产生了数百到数千个AAV变种，其中大部分由于通过免疫组化方法确定AAV的趋向性较低，且在不同的脑细胞类型中分辨率较低，因此在很大程度上仍未得到明确的特征。
有助于快速识别和详细描述已设计的AAV，并为分子定义的细胞类型设计新的AAV衣壳，高通量衣壳分析方法是需要的。条形码载体基因组的测序方法提出了一个潜在的解决方案。2020年，Grimm实验室将DNA和RNA条形码结合利用下一代测序技术来监测此前确定的一个小型文库的性能，在体内不同组织中发现了AAV变异。
近年来，用于神经科学研究的AAV载体的开发进展迅速。AAV衣壳和货物的模块化设计允许轻松采用最新的先进驱动器，传感器，和基因调控元素。针对啮齿动物和NHPs中不同的脑细胞类型。越来越多的分子工具现在可以通过Addgene的质粒制作。
参考文献
Challis RC, Ravindra Kumar S, Chen X, Goertsen D, Coughlin GM, Hori AM, Chuapoco MR, Otis TS, Miles TF, Gradinaru V. Adeno-Associated Virus Toolkit to Target Diverse Brain Cells. Annu Rev Neurosci. 2022 Apr 19. doi: 10.1146/annurev-neuro-111020-100834. Epub ahead of print. PMID: 35440143.
编译作者：Dr.Hu（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）