AAV 체내 실험 설계 및 선택 전략

― 혈청형(Serotype), 프로모터(Promoter) 및 투여 경로(Route of Administration)의 체계적 분석

아데노연관바이러스(Adeno-associated virus, AAV)는 낮은 면역원성, 장기 발현 능력, 다양한 조직 친화성을 바탕으로 체내 유전자 기능 연구 및 유전자 치료 연구에서 가장 널리 사용되는 전달 벡터 중 하나이다.
AAV 체내 실험 설계의 핵심은 혈청형, 프로모터, 투여 경로의 합리적인 조합이며, 이 세 가지 요소는 표적 조직에서의 전환 효율, 발현 특이성 및 실험 재현성을 공동으로 결정한다.

Ⅰ. AAV 혈청형 선택 전략

AAV 혈청형은 주로 조직 친화성(tropism)과 체내 전환 효율에 영향을 미친다. 혈청형별 특성은 동물 종(species), 연령 및 조직 유형에 따라 큰 차이를 보일 수 있다.

1. 연구에서 흔히 사용되는 AAV 혈청형과 특징

📌 연구 설계 권장 사항

• 체내 실험 전 문헌 조사 + 소규모 예비 실험 수행 권장

• 혈청형 특성은 동물 종(mouse / rat / NHP) 에 따라 달라질 수 있음

• 마우스 최적 혈청형을 대동물 모델에 직접 적용하는 것은 지양

Ⅱ. 프로모터 선택 전략

프로모터는 외래 유전자의 발현 강도와 세포 특이성을 결정하는 핵심 요소로, 정밀한 발현 조절에 필수적이다.

1. 주요 프로모터 유형

(1) 범용 발현 프로모터

• CMV: 강한 발현, 체내에서는 발현 억제(silencing) 발생 가능

• CAG: 체내 실험에서 가장 널리 사용, 안정적인 발현

• EF1α / PGK: 비교적 온건한 발현, 생리적 발현 수준에 근접

📌 적용 예:

• 유전자 과발현 스크리닝

• 리포터 유전자 발현

• 세포 특이성이 중요하지 않은 연구

(2) 조직/세포 특이적 프로모터

📌 적용 목적:

• 기능 연구의 정확성 향상

• 비표적 조직 발현 감소

• 체내 실험의 생리적 관련성 강화

Ⅲ. 투여 경로 선택 전략

투여 방식은 AAV의 체내 분포 범위와 조직 노출 수준을 직접적으로 결정한다.

1. 대표적인 체내 투여 경로

📌 용량 설계 참고 사항

• 체내 투여 용량은 일반적으로 vg/mouse 또는 vg/kg 기준

• 혈청형, 프로모터, 투여 경로를 종합적으로 고려하여 최적화 필요

• 고용량 투여 시 면역 반응 또는 비특이적 발현 가능성 존재

Ⅳ. 통합 실험 설계 로직 (연구 실무 관점)

실제 연구에서는 다음과 같은 설계 흐름을 권장한다:

연구 목적 → 표적 조직/세포 → 혈청형 1차 선정 → 프로모터 매칭 → 투여 경로 결정 → 용량 그라디언트 검증

예시:

• 마우스 폐 조직 유전자 발현 억제(knockdown)

  • 혈청형: AAV5 / AAV9

  • 프로모터: SP-C / CC10

  • 투여 경로: 기관내 투여

  • 전달 요소: shRNA / miRNA / CRISPR 시스템

AAV 체내 실험에는 범용적인 ‘최적 조합’은 존재하지 않는다.
혈청형은 어디로 갈 것인지, 프로모터는 어떤 세포에서 발현될 것인지, 투여 경로는 얼마나 효율적으로 도달할 수 있는지를 결정한다.
체계적인 사전 설계와 검증은 실험 성공률과 데이터 신뢰도를 높이는 핵심 요소이다.