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基因治疗作为现代医学和分子生物学结合而诞生的新技术,已成为治疗癌症和遗传性疾病的新手段。基因治疗常需要借助载体将外源基因导入生物细胞内,现今常用的基因治疗载体包括慢病毒(lentivirus,LV),腺病毒(adenovirus,Ad),反转录病毒(retrovirus,RV)及腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)等。腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)属于细小家族病毒的一员,目前分离得到的AAV的血清型超过100种。常用的血清型有9种,各种亚型在组织感染过程中存在特异性。相比于其它基因治疗载体,AAV具有许多的优势,首先,AAV的免疫源性低,在人体内不具备致病性;其次,AAV可以有效地转导细胞,其介导转基因表达可达数年之久;再次,不同血清型的AAV的组织趋性有所不同。这些优点使得AAV成为目前最接近理想载体的病毒。在过去的几年里,重组腺相关病毒(rAAV)作为基因载体,在转导肝脏,心脏及视网膜等方面取得到了可观的成果。然而,AAV的宿主较广泛,使其对组织和细胞的靶向能力较差,因而通过基因工程的手段改造AAV病毒,来提高它对目的细胞的靶向能力和感染效率,是现阶段的研究关键。AAV cap基因编码产生的衣壳蛋白,通过识别细胞表面的特异性受体而与细胞发生相互作用。因此,AAV衣壳蛋白决定了病毒的靶向性。目前,人们在构建靶向性AAV载体上已取得了一系列的进展。蛋白的定向进化技术已经为AAV衣壳的改造提供了良好的技术基础,通过定向进化可以产生高多样性的衣壳文库,经过体外或体内筛选,可以将某种特性增强的新型病毒变异体分离出来。DNA shuffling是一种体外同源重组技术。该技术通过对单个基因,或来源不同但功能相近的同源基因的核酸序列进行改造,创造出新基因,同时其表达产物亦具备新功能。DNA shuffling技术已在体外进化蛋白领域得到了广泛地应用。本实验采用家族DNA shuffling技术,将AAV1~AAV9(除AAV5)种血清型的cap基因进行改造。通过PCR扩增各种亲本型AAV cap基因,随机酶切得到大小不一的DNA片段,回收100-2000bp大小的片段,采用无引物PCR和有引物PCR法重组DNA片段得到全长cap基因,该cap基因为各种血清型片段的嵌合体。将嵌合型cap基因与载体pAdBII连接构建质粒文库,以此构建MC-AAV病毒库。经过5轮的体外筛选,我们获得了能够有效感染卵巢癌细胞SK-OV-3f的新型病毒qAAV,基因序列对比分析揭示了这种嵌合型AAV病毒的衣壳是AAV1,AAV2,AAV3和AAV8的嵌合体。我们研究了筛选出的qAAV的感染能力,以亲本型AAV作为对照,同等病毒MOI的情况下,qAAV感染卵巢癌细胞SK-OV-3f的能力明显高于亲本型病毒;以同MOI qAAV病毒分别感染肝癌细胞、肺癌细胞和胃癌细胞,结果显示,其对这两种细胞几乎没有感染能力,证明了该种qAAV对目的细胞具有一定的靶向性。该研究所建立的嵌合AAV病毒库,为筛选靶向病毒以及进一步改造AAV载体打下了坚实的基础。