本发明涉及一种生物医药领域,具体涉及一种融合型腺相关病毒衣壳蛋白、腺相关病毒及其应用。
背景技术:
1、遗传性眼病由基因缺陷导致,往往表现为家族性疾病,致盲性眼病严重影响人们的生存质量。其中遗传性视网膜疾病(irds)是由遗传变异引起的较为罕见的致盲性眼病,也是中国和全球法定盲首位病因,尚无有效治疗手段。随着科学技术的发展,基因治疗为致盲性眼病提供了治疗新思路,有望为致盲性眼病患者带来美好前景。
2、视网膜是排列在眼睛后部的多层感觉组织。其主要功能是通过称为光转导的过程将光能转变成电势变化。视网膜的感光元件是感光细胞。视网膜包含两种类型的感光器:视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞(人眼中约 1.2 亿个)负责夜视,而视锥细胞(人眼中约600万至700万个)负责视力和色觉。感光细胞能把光学刺激转变成神经冲动的细胞。视网膜感光细胞发育不当、功能障碍或过早死亡会导致视力丧失。例如遗传性视网膜疾病(irds),主要包括视网膜色素变性 (rp)(也称为视杆细胞营养不良)、视锥/视杆营养不良 (cd/crd) 、莱伯先天性黑蒙(lca)、黄斑营养不良(md)和全色盲(视杆细胞单色性)等。目前,已知有超过 270 种不同的基因会导致 ird,从某种角度来说,基因治疗是目前唯一有效的治疗和干预措施。
3、基因治疗的一个关键是递送,载体的有效性和安全性至关重要。其中,腺相关病毒(aav)作为一种安全的基因递送载体,在基因治疗领域已经获得了成功。遗传性视网膜疾病是一类由遗传引起的致盲眼病,目前尚无有效的治疗手段。近年来,研究者使用aav作为载体,在基因治疗领域开展了一些临床试验,通过递送正常的基因来治疗这类疾病。但是,目前注射方式主要是直接将病毒载体注射到视网膜下,这种手术技术要求高,而且存在损伤视网膜组织的风险,并且病毒横向扩散能力较弱,每次注射病毒只能感染注射点附近的小部分细胞。因此,需要开发更好的适用于眼病基因治疗的新型aav病毒载体,以更有效地治疗类似遗传性眼科疾病。除了irds,视网膜退行性疾病和先天性青光眼等疾病也是基因相关的遗传性眼病,目前也有一些基因治疗试验正在进行中。基因治疗作为一种新兴的治疗手段,在眼科领域具有重要的应用前景。
4、针对眼科,迄今为止,基于aav病毒载体的眼病基因治疗,都需要将病毒载体直接注射到视网膜下,这种技术只有在拥有高水平专家和设备的专科医院才能进行,并且这种注射方式存在损坏脆弱的视网膜组织的风险。该方法的另一个缺点是由于aav病毒横向扩散能力较弱,每次注射病毒只能靶向注射点附近的小部分细胞。因此需要开发可以通过玻璃体腔注射就能够高效到达视网膜内部的aav载体,降低手术难度,提高治疗效果。
5、针对rp等眼科疾病的基因治疗仍然依赖于视网膜下载体递送,这种方法会使视网膜脱离,并存在严重的附带风险,通常无法实现广泛的光感受器转导。现有的aav载体通过玻璃体腔注射,很难高效感染感光细胞。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的缺陷,本申请提供了一种全新的具有变异型衣壳蛋白的新型腺相关病毒,可以通过玻璃体内注射给药,在眼睛里高效感染视网膜感光细胞,另外,本申请的新型腺相关病毒递送至耳蜗,可高效感染内毛细胞和支持细胞,可广泛应用于相关疾病的基因治疗。
2、本申请第一方面提供一种融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白,融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白包含血清型aav1、aav2、aav3、aav4、aav6、aav7、aav8、aav10、aav13的氨基酸片段;所述衣壳蛋白包括如seq id no.1所示的氨基酸序列。
3、本申请第二方面提供一种核酸,所述核酸编码上述第一方面的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白;所述核酸包括如seq id no.2所示的核苷酸序列。
4、本申请第三方面提供一种构建体,所述构建体包含上述第二方面的核酸。
5、本申请第四方面提供一种宿主细胞,所述宿主细胞包含上述第三方面的构建体,或所述宿主细胞的基因组中整合有上述第二方面的核酸,或所述宿主细胞包含上述第一方面的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白。
6、本申请第五方面提供一种融合型腺相关病毒aav-wm14,所述融合型腺相关病毒aav-wm14的衣壳结构含有上述第一方面的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白。
7、本申请第六方面提供一种细胞,所述细胞为使用上述第五方面的融合型腺相关病毒aav-wm14转化得到。
8、本申请第七方面提供一种融合型腺相关病毒载体系统,所述融合型腺相关病毒载体系统包含包装质粒,所述包装质粒中包含上述第二方面的核酸。
9、本申请第八方面提供一种药物或偶联物,所述药物或偶联物包含上述第五方面的融合型腺相关病毒aav-wm14。
10、本申请第九方面提供上述第一方面的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白、或上述第二方面的核酸、或上述第三方面的构建体、或上述第四方面的宿主细胞、或上述第五方面的融合型腺相关病毒aav-wm14、或上述第六方面所述的细胞、或上述第七方面所述的融合型腺相关病毒载体系统、或上述第八方面所述的药物或偶联物在制备基因治疗药物中的用途。
11、本申请的有益效果在于:
12、新型腺相关载体aav-wm14介导目的基因表达比传统的转基因方法更灵活高效,并且应用更方便,成本更低;
13、本申请提供了一种新型腺相关载体aav-wm14,能在玻璃体注射的条件下,介导目的基因在成年小鼠视网膜感光细胞中高效表达;
14、本申请的aav-wm14对成年小鼠的内耳支持细胞具有更高的感染效率,其感染效率高于aav2。
1.一种融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白,融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白包含血清型aav1、aav2、aav3、aav4、aav6、aav7、aav8、aav10、aav13的氨基酸片段。
2.根据权利要求1所述的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白,其特征在于,所述衣壳蛋白包含依次连接的第一片段至第十四片段;第一片段包含来自aav7的氨基酸片段;第二片段包含来自aav8的氨基酸片段,第三片段包含来自aav1或aav6的氨基酸片段,第四片段包含来自aav8或aav10的氨基酸片段,第五片段包含来自aav1或aav6的氨基酸片段,第六片段包含来自aav8的氨基酸片段,第七片段包含来自aav10的氨基酸片段,第八片段包含来自aav4的氨基酸片段,第九片段包含来自aav10的氨基酸片段,第十片段包含来自aav8的氨基酸片段,第十一片段包含来自aav10的氨基酸片段,第十二片段包含来自aav2的氨基酸片段,第十三片段包含来自aav7的氨基酸片段,第十四片段包含来自aav2或aav3或aav13的氨基酸片段。
3.根据权利要求2所述的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白,其特征在于,所述第一片段包括如seq id no.3所示的氨基酸序列,所述第二片段包括如seq id no.4所示的氨基酸序列,所述第三片段包括如seq id no.5所示的氨基酸序列,所述第四片段包括如seq idno.6所示的氨基酸序列,所述第五片段包括如seq id no.7所示的氨基酸序列,所述第六片段包括如seq id no.8所示的氨基酸序列,所述第七片段包括如seq id no.9所示的氨基酸序列,所述第八片段包括如seq id no.10所示的氨基酸序列,所述第九片段包括如seq idno.11所示的氨基酸序列,所述第十片段包括如seq id no.12所示的氨基酸序列,所述第十一片段包括如seq id no.13所示的氨基酸序列,所述第十二片段包括如seq id no.14所示的氨基酸序列,所述第十三片段包括如seq id no.15所示的氨基酸序列,所述第十四片段包括如seq id no.16所示的氨基酸序列。
4.根据权利要求3所述的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白,其特征在于,所述衣壳蛋白包括如seq id no.1所示的氨基酸序列。
5.一种核酸,所述核酸编码如权利要求1-4任一项所述的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白。
6.根据权利要求5所述的核酸,其特征在于,所述核酸包括如seq id no.2所示的核苷酸序列。
7.一种构建体,所述构建体包含如权利要求5-6任一项所述的核酸。
8.一种宿主细胞,所述宿主细胞包含如权利要求7所述的构建体,或所述宿主细胞的基因组中整合有如权利要求5-6任一项所述的核酸,或所述宿主细胞包含如权利要求1-4任一项所述的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白。
9.一种融合型腺相关病毒aav-wm14,所述融合型腺相关病毒aav-wm14的衣壳结构含有如权利要求1-4任一项所述的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白。
10.根据权利要求9所述的融合型腺相关病毒aav-wm14,其特征在于,所述融合型腺相关病毒aav-wm14还包括编码目的产物的核苷酸序列;所述目的产物为核酸或蛋白质。
11.一种细胞,所述细胞为使用如权利要求9-10任一项所述的融合型腺相关病毒aav-wm14转化得到。
12.一种融合型腺相关病毒载体系统,所述融合型腺相关病毒载体系统包含包装质粒,所述包装质粒中包含如权利要求5-6任一项所述的核酸。
13.根据权利要求12所述的融合型腺相关病毒载体系统,其特征在于,所述融合型腺相关病毒载体系统还具有以下任一项或多项特征:
14.一种药物或偶联物,所述药物或偶联物包含如权利要求9-10任一项所述的融合型腺相关病毒aav-wm14。
15.根据权利要求14所述的药物或偶联物,其特征在于,所述药物或偶联物还包括药物学上可接受的辅料或生物活性多肽。
16.如权利要求1-4任一项所述的融合型腺相关病毒aav-wm14衣壳蛋白、或权利要求5-6任一项所述的核酸、或权利要求7所述的构建体、或权利要求8所述的宿主细胞、或权利要求9-10任一项所述的融合型腺相关病毒aav-wm14、或权利要求11所述的细胞、或权利要求12-13任一项所述的融合型腺相关病毒载体系统、或权利要求14-15任一项所述的药物或偶联物在制备基因治疗药物中的用途。
17.根据权利要求16所述的用途,其特征在于,所述基因治疗药物选自遗传性眼病、耳聋疾病、其他遗传性疾病、恶性肿瘤、心血管疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病、神经退行性疾病、血液疾病、肺部疾病、炎症或代谢疾病的基因治疗药物。
18.根据权利要求17所述的用途,其特征在于,所述遗传性眼病包括视网膜感光细胞相关疾病,或所述耳聋疾病包括耳蜗内毛细胞或支持细胞相关疾病。
19.根据权利要求18所述的用途,其特征在于,所述药物在玻璃体注射的条件下,能介导目的基因特异性地在视网膜中表达并感染视网膜感光细胞,或所述药物能感染耳蜗内毛细胞或支持细胞。
