AAVパッケージングによる標的化の向上方法

AAV（アデノ随伴ウイルス）は遺伝子治療でよく用いられるベクターですが、天然型セロタイプが持つ tropism（組織／細胞嗜好性） には限界があります。標的化（特定の細胞や組織への感染精度）を高めるには、主に パッケージング戦略やカプシド工学 が利用されます。

1. 適切なセロタイプやキメラセロタイプの選択

• 天然セロタイプの選択 例：

  • AAV9 → 心臓、神経系

  • AAV8 → 肝臓

  • AAV6 → 筋肉、呼吸器

• キメラセロタイプ（例：AAV-DJ, AAV-LK03）：複数セロタイプのカプシド遺伝子を組み合わせ、新しいtropismを持つ変異体を得る。

2. カプシドタンパク質の改変（Capsid engineering）

• 点変異（rational design）：VP1/VP2/VP3の特定アミノ酸を改変し、天然受容体との結合を減らす／新しい受容体親和性を強化。

• ペプチド挿入（peptide insertion）：カプシド表面ループに短いペプチドや受容体結合モチーフ（例：RGD）を挿入して標的細胞特異性を付与。

• 指向性進化（directed evolution）：ランダム変異ライブラリを標的細胞や動物モデルでスクリーニングし、高効率な感染能を持つ変異体を選抜。

3. 偽型化（Pseudotyping）

• ゲノムは固定（通常AAV2 ITR） しつつ、外殻カプシドを別セロタイプに置換 → AAV2の複製特性を維持しつつ、新しいtropismを獲得。

4. 特定プロモーターや調節因子の利用（転写レベルでの標的化）

• ウイルスが非標的細胞に侵入しても、組織特異的プロモーター（例：GFAP → アストロサイト、cTnT → 心筋細胞）で転写を制御可能。

• miRNA標的配列：転写産物の3’UTRに組み込み、非標的細胞ではmiRNAによるサイレンシングが働く。

5. 非特異的結合の抑制（オフターゲット低減）

• 化学修飾（PEG化など）で非標的組織との結合を抑制。

• 天然受容体（例：AAV2のヘパラン硫酸プロテオグリカン）との親和性を低下させ、目的受容体結合を優先させる。

6. 併用投与戦略

• 抗体やアプタマーをAAV表面に結合させ、標的細胞へ誘導。

• 組織特異的ペプチドとの融合により、臓器への送達効率を向上。

AAVの標的化最適化は、カプシド改変（物理的アプローチ） と 転写制御（機能的アプローチ） を組み合わせることで実現されます。臨床的には 指向性進化で得られた変異体 と 組織特異的プロモーター が最も有効な戦略です。