Cell | 苏晓东课题组与合作者揭示AAV与新型受体（AAVR2）结合的分子机制

腺相关病毒（AAV） 作为基因治疗的 载体已被 许多国家 批准用于治疗多种遗传疾病，包括视网膜色素变性、脊髓性肌萎缩症、杜氏肌营养不良和血友病，并在临床上取得 了 显著 的 疗效。这些成功案例 是 建立在AAV能够在 人类的 多种组织中实现安全且高效转导的基础上 ，也使得AAV成为目前最为广泛地应用于临床的人类病毒载体 。

根据病毒 衣壳 蛋白 的氨基酸序列和 三维 结构，AAV被划分为六个主要谱系（Clade A–F）。不同血清型展示出独特的细胞/组织嗜性，因此可用于靶向多种组织和疾病类型。其组织选择性主要由衣壳与宿主蛋白（尤其是细胞受体）的相互作用所决定。其中，多血清型AAV受体AAVR（KIAA0319L）被证明是大多数AAV天然或人工血清型转导所必需的关键受体【1】。 不过，越来越多 的 研究指出，AAV的组织特异性可能涉及其他受体或辅助因子，并且部分AAV血清型的转导可能完全不依赖 于 AAVR【2,3】。

2 025 年 7 月 1 4 日，北京大学的苏晓东团队与澳洲悉尼大学的JohnRasko团队合作，在Cell杂志上合作发表了题为An alternate receptor for adeno-associated viruses的文章，报道了一种此前未知的AAV受体——羧肽酶D（Carboxypeptidase D, CPD），并将其命名为AAVR2。

研究团队首先设计了一个全基因组 CRISPR/SAM转录激活文库，在AAVR敲除 的 细胞系中 导入文库，随后用 AAV8-EGFP进行转导，通过流式细胞术富集 感染率高的细胞，随后进行NGS 测序分析，成功筛选出CPD基因。 后续的验证细胞 实验进一步表明，AAVR2能够介导Clade E血清型AAV（包括AAV8、AAVrh10、AAVhu37）及自然来源的AAV11与AAV12的转导，且该过程不依赖传统的AAVR受体。

为了理解 AAVR2的 结构与 功能， 研究者们在HEK 293 细胞中过表达并纯化了AAVR 2 蛋白的胞外域全长以及各种结构域片段，通过酶联免疫吸附实验（ELISA）和表面等离子共振（SPR）证实， AAVR 2 可以与AAV 8 衣壳直接相互作用，并证明相互作用主要由AAVR 2 的CP 1 结构域介导。实验表明AAV 8 与AAVR 2 之间的亲和力很强，能达到K D =73.8 nM。

随后，研究者们利用冷冻电镜（Cryo-EM）解析了AAV 8 和CP 1 结构域的高分辨率复合物结构。结果显示，CP 1 结合于AAV 8 衣壳的二次对称轴区域，周围由多个可变环结构（ VR-loops）环绕 。在这些VR-loops中，VR-VIII loop发挥关键作用，结构显示这一段与CP 1 直接相互作用，并且将AAV 8 的VR-VIII loop嫁接到AAV 2 的衣壳蛋白，可使原本不能通过AAVR2感染的AAV2获得AAVR2依赖转导能力，直接证明了该段区域在受体特异性中的功能决定作用。

总体而言，本研究鉴定了一条新的AAV转导途径，该通路可以不依赖AAVR，具体取决于AAV血清型。这些发现强调了深入理解AAV细胞进入机制分子决定因素的重要性，并展示了通过受体调控来优化AAV基因转导策略的潜力。

悉尼大学 John E.J Rasko 教授、 Charles G Bailey 博士以及北京大学苏晓东教授为本文的共同通讯作者，悉尼大学的博士后 Bijay P Dhungel 和北京大学博士后徐华是本文的共同第一作者。北京大学生科院冷冻电镜平台王国鹏老师对本研究作出了重要贡献。

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

制版人： 十一

参考文献

1 . Pillay, S., Meyer, N.L., Puschnik, A.S., Davulcu, O., Diep, J., Ishikawa, Y., Jae, L.T., Wosen, J.E., Nagamine, C.M., Chapman, M.S., and Carette, J.E. (2016). An essential receptor for adeno-associated virus infection.Nature530 , 108-112. 10.1038/nature16465.

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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