发现AAV新型受体AAVR2/CPD：为基因治疗剂量毒性难题提供替代通路

本研究针对腺相关病毒(AAV)基因治疗中高剂量毒性问题，由悉尼大学等团队发现新型受体AAVR2/CPD。通过CRISPR激活筛选和冷冻电镜技术，证实AAVR2可独立介导AAV8/11/12等血清型的细胞进入，并解析了AAV8-CP1复合物2.32?结构。该研究为优化基因治疗载体设计、降低临床剂量需求提供了新靶点，发表于《Cell》具有重要转化价值。

　　

基因治疗领域近年来取得突破性进展，其中腺相关病毒(AAV)载体因其安全性已成为临床首选。然而高剂量使用导致的肝毒性、免疫反应等严重副作用，成为制约其广泛应用的关键瓶颈。据统计，已有多个AAV基因治疗临床试验因剂量相关毒性导致患者死亡。这些惨痛教训促使科学家们深入探究：是否存在未被发现的AAV天然受体？能否通过调控受体表达来降低治疗剂量？

悉尼大学医学院、北京大学生物医学前沿创新中心等机构的研究团队在《Cell》发表重要成果，首次鉴定出AAV的替代受体——羧肽酶D(AAVR2/CPD)。研究人员通过基因组范围的CRISPR激活筛选，结合单颗粒冷冻电镜技术，不仅揭示了AAVR2介导的AAV8/11/12等血清型转导新机制，还开发出可增强基因递送的"miniAAVR2"系统，为临床剂量优化提供了全新解决方案。

研究采用多学科交叉技术：1) CRISPR/SAM全基因组转录激活筛选发现AAVR2；2) 构建AAVR2结构域缺失突变体进行功能验证；3) 表面等离子共振(SPR)和ELISA分析AAV8-AAVR2互作；4) 冷冻电镜解析2.32?复合物结构；5) 人源化小鼠模型验证体内转导增强效果。实验使用澳大利亚生物资源中心提供的C57BL/6J小鼠和多种人源细胞系。

AAVR2介导AAV8转导的分子机制

通过CRISPR激活筛选AAVR缺失的eHAP细胞，发现AAVR2过表达可特异性恢复AAV8转导。结构域分析显示，AAVR2的CP1结构域通过可变区VIII与AAV8直接结合，冷冻电镜揭示其结合位点与已知受体AAVR存在显著差异。关键残基D584A突变实验证实，AAV8的VR-VIII区域决定AAVR2特异性。

AAVR2定义新型转导通路

在68种AAV衣壳筛选中，AAVR2特异性介导AAV11/12的转导，且不依赖AAVR通路。AAVR2敲除完全阻断AAV12转导，但不影响AAV8，表明存在血清型特异性。杂合子小鼠(Aavr2^+/-)实验显示，AAV11肝转导效率降低2.3倍，证实AAVR2的体内功能。

结构生物学突破

2.32?冷冻电镜结构显示，AAVR2的CP1结构域以两种空间构象结合AAV8二重轴区域，关键相互作用涉及VR-I的Thr265/Ser266、VR-III的Gln388等残基。与AAVR的PKD结构域相比，AAVR2呈现独特的结合模式，为理性设计衣壳突变体提供蓝图。

临床应用转化

研究人员开发了肝脏特异性启动子驱动的"miniAAVR2"系统，双载体共注射使AAV8肝转导效率提升11.9倍。肌肉定向递送实验中，tMCK启动子驱动的miniAAVR2使骨骼肌转导增强4倍，证实受体过表达可显著降低有效治疗剂量。

这项研究从根本上改变了人们对AAV进入机制的认识：1) 发现AAVR2/CPD作为进化保守的替代受体；2) 定义"G分支"AAV血清型(AAV11/12)的专属转导通路；3) 提供通过受体调控降低临床剂量的新策略。特别值得注意的是，AAVR2在人类和猕猴中具有98%序列同源性，且与小鼠AAVR2功能保守，暗示其临床转化潜力。该成果不仅为理解AAV生物学提供新视角，更为解决基因治疗领域最迫切的剂量毒性问题开辟了新途径。