慢病毒

慢病毒(Lentivirus)載體是以人類免疫缺陷型病毒(HIV)為基礎發展起來的基因治療載體,它對分裂細胞和非分裂細胞均具有感染能力,并可以在體內較長期的表達且安全性高。吉凱基因提供的 Lentivirus 為“自殺”性病毒,即病毒感染目的細胞后不會再感染其他細胞,也不會利用宿主細胞產生新的病毒顆粒。Lentivirus 中的毒性基因已經被剔除并被外源性目的基因所取代,屬于假型病毒。但該病毒仍然具有可能的潛在的生物學危險,吉凱基因建議不要使用編碼已知或可能會致癌的基因的假型病毒,除非已經完全公認某個基因肯定沒有致癌性,否則均不建議采用假型病毒進行生物學實驗。
三質粒系統
將HIV-1基因組中負責包裝,逆轉錄和整合所需要的順式作用序列結構和編碼反式作用蛋白的序列分離,再克隆到三個獨立的質粒中,并去除了所有的輔助序列。極大地增加了病毒的安全性,是目前比較常用的慢病毒包裝系統。三質粒的結構如圖3所示。
◆ 包裝質粒(Packaging plasmid):含有CMV啟動子,控制gag,pol,tat,rev基因的表達,編碼部分結構蛋白和調節蛋白。
◆ 包膜質粒(Envelope plasmid):含有表達水泡性口炎病毒糖蛋白(VSV-G)基因的序列,這個基因用于代替原病毒的env基因,這個基因的產物,可以提高病毒的宿主范圍。
◆ 載體質粒(Transfer plasmid):其中含有病毒LTR以及研究人員所感興趣的基因序列結構。不過需要注意的是,載體質粒的表達依賴包裝質粒中tat基因的啟動。
慢病毒有其獨特的優點:
◆ 有更廣泛的宿主,對于分裂和非分裂細胞均具有感染能力。對于一些較難轉染的細胞,如原代細胞、干細胞、不分化的細胞等,能大大提高目的基因轉導效率,使目的基因整合到宿主細胞基因組的幾率大大增加。
◆ 穩定表達。慢病毒可以將外源基因有效的整合到細胞染色體中,且目的基因對轉錄沉默作用有一定的抵抗能力,可以在靶細胞中得到持續高效穩定的表達。
◆ 經過構建后的慢病毒載體可以攜帶大約5kb,甚至更長的目的基因。因此除了外源的short-hairpin RNAs(shRNAs)等小分子外,很多cDNA也能被克隆進入慢病毒載體,當然隨著目的基因長度的增加,其病毒滴度也會隨之下降。
基于慢病毒的優點,可以利用慢病毒載體系統進行轉染目的基因或RNAi基因的常規實驗操作,同時慢病毒在基因編輯、基因治療、轉基因動物、藥物研究等領域也發揮著重要作用。
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