アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターによる遺伝子導入　参考文献

遺伝子導入の標的別に、文献情報をまとめました。
実験条件による遺伝子導入効率の程度や、実験目的に合った血清型の選択にお役立て下さい。

◆総説
◆in vitroでの各細胞への遺伝子導入
◆in vivo（尾静脈投与）での各組織への遺伝子導入
◆血清型1を用いた遺伝子導入（in vivo）
◆血清型2を用いた遺伝子導入（in vivo）
◆血清型5を用いた遺伝子導入（in vivo）
◆血清型6を用いた遺伝子導入（in vivo）
◆ゲノム編集への応用

注：以下の文献は弊社製品の使用例ではありません。

◆総説
タイトル 著者 雑誌名
Efficient AAV Vector Production System: Towards Gene Therapy For Duchenne Muscular Dystrophy Takashi Okada. Gene Therapy - Tools and Potential Applications
published February 27, 2013
Chapter 17
Serotype-independent method of recombinant adeno-associated virus (AAV) vector production and purification. Miyake K, Miyake N, Yamazaki Y, Shimada T, Hirai Y. J Nippon Med Sch. 2012;79(6):394-402.
The role of the adeno-associated virus capsid in gene transfer. Van Vliet KM, Blouin V, Brument N, Agbandje-McKenna M, Snyder RO. Methods Mol Biol. 2008;437:51-91.
Adeno-associated virus serotypes: vector toolkit for human gene therapy. Wu Z, Asokan A, Samulski RJ. Mol Ther. 2006 Sep;14(3):316-327. Epub 2006 Jul 7.
AAVベクターの開発と遺伝子治療への応用 小澤敬也 蛋白質核酸酵素 Vol.52 No.10 (2007) 1288-1293


◆in vitroでの各細胞への遺伝子導入
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標的 タイトル 著者 雑誌名 要約
さまざまな細胞 A survey of ex vivo/in vitro transduction efficiency of mammalian primary cells and cell lines with Nine natural adeno-associated virus (AAV1-9) and one engineered adeno-associated virus serotype. Ellis BL, Hirsch ML, Barker JC, Connelly JP, Steininger RJ 3rd, Porteus MH. Virol J. 2013 Mar 6;10:74. マウス、ヒト細胞での各セロタイプの遺伝子導入比較
肺癌A549細胞 Adeno-associated virus mediated gene transfer into lung cancer cells promoting CD40 ligand-based immunotherapy Jian-Qing Wu , Wei-Hong Zhao, Yan Li, Bei Zhu, Kai-Sheng YinVirology (2007) 368 309-316.AAV5ベクターをA549細胞に感染させた結果、AAV1、AAV2、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9およびAAV10より感染効率が良いことを確認


◆in vivo（尾静脈投与）での各組織への遺伝子導入
タイトル 著者 雑誌名 要約
Analysis of AAV serotypes 1-9 mediated gene expression and tropism in mice after systemic injection. Zincarelli C, Soltys S, Rengo G, Rabinowitz JE. Mol Ther. 2008 Jun;16(6):1073-1080. マウス尾静脈投与による各組織への遺伝子導入をセロタイプ間で比較


◆血清型1を用いた遺伝子導入（in vivo）
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標的 タイトル 著者 雑誌名 要約
脂肪細胞・脂肪組織Celastrol enhances AAV1-mediated gene expression in mice adipose tissues.Zhang FL, Jia SQ, Zheng SP, Ding W.Gene Therapy (2011) 18, 128-134プロテアソーム阻害剤を用いることで、in vitroでは脂肪前駆細胞及び分化細胞でAAV1による導入遺伝子の発現を増強し、in vivoでは脂肪組織においても効果を確認
膵臓Targeting recombinant adeno-associated virus vectors to enhance gene transfer to pancreatic islets and liverLoiler SA, Conlon TJ, Song S, Tang Q, Warrington KH, Agarwal A, Kapturczak M, Li C, Ricordi C, Atkinson MA, Muzyczka N, Flotte TR.Gene Therapy (2003) 10, 1551-1558AAV1はマウスの膵島への遺伝子導入効率がAAV2，3、4、5より高かった。
膵臓Transduction of pancreatic islets with pseudotyped adeno-associated virus: effect of viral capsid and genome conversionZhang N, Clément N, Chen D, Fu S, Zhang H, Rebollo P, Linden RM, Bromberg JS.Transplantation 2005 Sep 15;80(5):683-90.AAV1、AAV2、AAV5を用いて、膵島への遺伝子導入を行った結果、マウスではAAV1、ヒトではAAV2が最も効率が高かった。

◆血清型2を用いた遺伝子導入（in vivo）
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標的 タイトル 著者 雑誌名 要約
脳 Ciliary neurotrophic factor receptor regulation of adult forebrain neurogenesis. Lee N, Batt MK, Cronier BA, Jackson MC, Bruno Garza JL, Trinh DS, Mason CO, Spearry RP, Bhattacharya S, Robitz R, Nakafuku M, MacLennan AJ. J. Neurosci. 2013 Jan 16;33(3):1241-1258. AAV2ベクターを脳室下帯へ直接投与し、導入遺伝子(Cre)の効果に起因する影響を確認
脳 AAV vector-mediated correction of brain pathology in a mouse model of Niemann-Pick A disease. Passini MA, Macauley SL, Huff MR, Taksir TV, Bu J, Wu IH, Piepenhagen PA, Dodge JC, Shihabuddin LS, O'Riordan CR, Schuchman EH, Stewart GR Mol. Ther. 2005 May;11(5):754-762. AAV2ベクターを海馬へ直接投与し、海馬、内嗅皮質、内側中隔への遺伝子導入を確認
肝臓 AAV2 Vector Harboring a Liver-Restricted Promoter Facilitates Sustained Expression of Therapeutic Levels of a-Galactosidase A and the Induction of Immune Tolerance in Fabry Mice Ziegler RJ, Lonning SM, Armentano D, Li C, Souza DW, Cherry M, Ford C, Barbon CM, Desnick RJ, Gao G, Wilson JM, Peluso R, Godwin S, Carter BJ, Gregory RJ, Wadsworth SC, Cheng SH. Mol. Ther. 2004 Feb;9(2):231-240. AAV2ベクターをマウスへ静脈投与し、併せて組織(肝臓)特異的プロモータの効果を確認
膵臓 Comparison of adenoviral and adeno-associated viral vectors for pancreatic gene delivery in vivo. Wang AY, Peng PD, Ehrhardt A, Storm TA, Kay MA. Hum Gene Ther. 2004 Apr;15(4):405-413. AAV2, AAV5, AAV8、およびアデノウイルスの腹腔内投与におけるマウス膵臓への遺伝子導入を比較。AAVの長期発現の効果を確認
膵臓Transduction of pancreatic islets with pseudotyped adeno-associated virus: effect of viral capsid and genome conversionZhang N, Clément N, Chen D, Fu S, Zhang H, Rebollo P, Linden RM, Bromberg JS.Transplantation 2005 Sep 15;80(5):683-90.AAV1、AAV2、AAV5を用いて、膵島への遺伝子導入を行った結果、マウスではAAV1、ヒトではAAV2が最も効率が高かった。


◆血清型5を用いた遺伝子導入（in vivo）
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標的 タイトル 著者 雑誌名 要約
脳 Supraspinal gene transfer by intrathecal adeno-associated virus serotype 5. Schuster DJ, Belur LR, Riedl MS, Schnell SA, Podetz-Pedersen KM, Kitto KF, McIvor RS, Vulchanova L, Fairbanks CA. Front Neuroanat. 2014 Aug 22;8:66. doi AAV5ベクターを髄腔内へ投与し、脳の各箇所での遺伝子導入を確認
脳 Analysis of Transduction Efficiency, Tropism and Axonal Transport of AAV Serotypes 1, 2, 5, 6, 8 and 9 in the Mouse Brain. Aschauer DF, Kreuz S, Rumpel S. PLoS One. 2013 Sep 27;8(9):e76310. 各セロタイプのAAVベクターをマウスの脳の線条体、海馬、新皮質へ投与し、遺伝子導入を確認
脳 Comparison of AAV serotypes for gene delivery to dorsal root ganglion neurons. Mason MR, Ehlert EM, Eggers R, Pool CW, Hermening S, Huseinovic A, Timmermans E, Blits B, Verhaagen J. Mol Ther. 2010 Apr;18(4):715-724. 各セロタイプのAAVベクターをマウス後根神経節へ投与し、遺伝子導入を確認
肝臓 Phenotypic correction of a mouse model for primary hyperoxaluria with adeno-associated virus gene transfer. Salido E, Rodriguez-Pena M, Santana A, Beattie SG, Petry H, Torres A Mol Ther. 2011 May;19(5):870-875. AAV5, 8のAAVベクターをマウスへ投与し、肝臓へ遺伝子導入を確認
肝臓 Improved hepatic gene transfer by using an adeno-associated virus serotype 5 vector. Mingozzi F, Schüttrumpf J, Arruda VR, Liu Y, Liu YL, High KA, Xiao W, Herzog RW. J Virol. 2002 Oct;76(20):10497-10502. AAV2, 5のAAVベクターをマウスへ投与し、肝臓へ遺伝子導入を確認
網膜 Adeno-associated virus type 5: transduction efficiency and cell-type specificity in the primate retina. Lotery AJ, Yang GS, Mullins RF, Russell SR, Schmidt M, Stone EM, Lindbloom JD, Chiorini JA, Kotin RM, Davidson BL. Hum Gene Ther. 2003 Nov 20;14(17):1663-1671. AAV5ベクターをサルの網膜へ遺伝子導入を確認
網膜 AAV delivery of wild-type rhodopsin preserves retinal function in a mouse model of autosomal dominant retinitis pigmentosa. Mao H, James T Jr, Schwein A, Shabashvili AE, Hauswirth WW, Gorbatyuk MS, Lewin AS. Hum Gene Ther. 2011 May;22(5):567-575.. AAV5ベクターをマウスの網膜へ遺伝子導入を確認
肺組織 Gene Transfer in the Lung Using Recombinant Adeno-Associated Virus. Alisha M. Gruntman Christian Mueller Terence R. Flotte and Guangping Gao Curr Protoc Microbiol. 2012 August ; CHAPTER: Unit14D.2. AAV5はマウスと下等霊長類モデルにおいて高い感染効率を示し、AAV1はヒトおよびチンパンジーの気道への感染能を改善した。
気道上皮および肺胞上皮細胞 Adeno-Associated Virus Type 5 (AAV5) but Not AAV2 Binds to the Apical Surfaces of Airway Epithelia and Facilitates Gene Transfer. Joseph Zabner Michael Seiler1, Robert Walters, Robert M. Kotin, Wendy Fulgeras, Beverly L. Davidson, and John A. Chiorini J. Virol. April 2000 vol. 74 no. 8 3852-3858 分化した気道上皮に低いMOIでAAVを感染した場合、AAV5はAAV2より50倍高い感染効率を示した。また、AAV5はAAV2より効率的にマウス気道および肺胞の上皮に遺伝子導入できた。


◆血清型6を用いた遺伝子導入（in vivo）
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標的 タイトル 著者 雑誌名 要約
心臓 Comparative cardiac gene delivery of adeno-associated virus serotypes 1-9 reveals that AAV6 mediates the most efficient transduction in mouse heart. Zincarelli C, Soltys S, Rengo G, Koch WJ, Rabinowitz JE. Clin Transl Sci. 2010 Jun;3(3):81-89. 各セロタイプのAAVベクターをマウスへ投与し、心臓への遺伝子導入を確認
心臓 AAV6.βARKct cardiac gene therapy ameliorates cardiac function and normalizes the catecholaminergic axis in a clinically relevant large animal heart failure model. Raake PW, Schlegel P, Ksienzyk J, Reinkober J, Barthelmes J, Schinkel S, Pleger S, Mier W, Haberkorn U, Koch WJ, Katus HA, Most P, Müller OJ. Eur Heart J. 2013 May;34(19):1437-1447. AAV6ベクターをブタの心臓へ投与し、遺伝子導入を確認
心臓 Widespread and early myocardial gene expression by adeno-associated virus vector type 6 with a beta-actin hybrid promoter. Kawamoto S, Shi Q, Nitta Y, Miyazaki J, Allen MD. Mol Ther. 2005 Jun;11(6):980-985. AAV6ベクターをラットの心臓へ投与し、遺伝子導入を確認
筋肉 RNAi-mediated Gene Silencing of Mutant Myotilin Improves Myopathy in LGMD1A Mice. Liu J, Wallace LM, Garwick-Coppens SE, Sloboda DD, Davis CS, Hakim CH, Hauser MA, Brooks SV, Mendell JR, Harper SQ. Mol Ther Nucleic Acids. 2014 Apr 29;3:e160. miRNAを発現するAAV6ベクターをマウス筋肉へ投与し、導入を確認
筋肉 Rescue of dystrophic skeletal muscle by PGC-1α involves restored expression of dystrophin-associated protein complex components and satellite cell signaling. Hollinger K, Gardan-Salmon D, Santana C, Rice D, Snella E, Selsby JT Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2013 Jul 1;305(1):R13-23. AAV6ベクターをマウス肢の筋肉へ投与し、遺伝子導入を確認
肝臓 Preclinical in vivo evaluation of pseudotyped adeno-associated virus vectors for liver gene therapy. Grimm D, Zhou S, Nakai H, Thomas CE, Storm TA, Fuess S, Matsushita T, Allen J, Surosky R, Lochrie M, Meuse L, McClelland A, Colosi P, Kay MA. Blood. 2003 Oct 1;102(7):2412-2419. Epub 2003 Jun 5. 各セロタイプのAAVベクターをマウスへ投与し、肝臓への遺伝子導入を確認
膵臓 Widespread and stable pancreatic gene transfer by adeno-associated virus vectors via different routes. Zhong Wang, Tong Zhu, Khaja K. Rehman, Suzanne Bertera, Jian Zhang, Chunlian Chen, Glenn Papworth, Simon Watkins, Massimo Trucco, Paul D. Robbins, Juan Li and Xiao Xiao Diabetes April 2006 vol. 55 no. 4 875-884. 成体マウスの膵臓の膵臓管内にAAV感染実験を行い、AAV6はβ細胞での導入効率が最良。
気道上皮細胞 Adeno-Associated Virus Type 6 (AAV6) Vectors Mediate Efficient Transduction of Airway Epithelial Cells in Mouse Lungs Compared to That of AAV2 Vectors. Christine L. Halbert, James M. Allen, and A. Dusty Miller J. Virol. July 2001 vol. 75 no. 14 6615-6624. AAV6偽型ベクターは、大小気道上皮細胞において、80％の導入効率を示した。
気道上皮および肺胞細胞 Repeat transduction in the mouse lung by using adeno-associated virus vectors with different serotypes.. Halbert CL, Rutledge EA, Allen JM, Russell DW, Miller AD. J Virol. 2000 Feb;74(3):1524-32. AAV6ベクターをマウスに投与し気道上皮および肺胞細胞に感染を確認。感染効率は、AAV2とは概ね同じで、AAV3より良好な結果が得られた。

◆ゲノム編集への応用
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タイトル 著者 雑誌名 要約
Targeted gene knock-in by homology-directed genome editing using Cas9 ribonucleoprotein and AAV donor delivery.Gaj T, Staahl BT, Rodrigues GM, Limsirichai P, Ekman FK, Doudna JA, Schaffer DV.Nucleic Acids Res. 2017 Mar 2. doi: 10.1093/nar/gkx154. [Epub ahead of print]RNPを用いたゲノム編集における効率的な遺伝子ノックインのためには、AAVベクターをDNAドナーとして用いることが有効

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Application

AAV2ベクターを用いたマウス脳線条体への遺伝子導入
【参考データ】pRC2-mi342 Vector使用によるAAV2ベクタータイター向上効果
【参考データ】AAV Extraction SolutionによるAAV2ベクター抽出効果

Technical Notes

CRISPR Cas9によるゲノム編集におけるアデノ随伴ウイルスDNAドナーを用いた高効率ノックイン

組換えウイルス発現系選択ガイド
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