慢病毒包装原理-介绍

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病毒包装实验整体流程及原理

病毒包装实验整体流程及原理

病毒感染细胞实验整体流程及原理目的基因不能直接整合到大多数真核细胞,常用的手段是将目的基因包装成病毒来感染细胞,从而得到表达满足实验需求。

1、病毒的种类病毒有很多种,常见的有慢病毒和腺病毒1.1慢病毒1.1.1原理慢病毒(Lentivirus)是逆转录病毒的一种。

构建的siRNA / miRNA慢病毒载体,与化学合成的siRNA 和基于瞬时表达载体构建的普通siRNA 载体相比,一方面可以扩增替代瞬时表达载体使用,另一方面,Lentivirus-siRNA 克隆经过慢病毒包装系统包装后,可用于感染依靠传统转染试剂难于转染的细胞系如原代细胞、悬浮细胞和处于非分裂状态的细胞,并且在感染后可以整合到受感染细胞的基因组,进行长时间的稳定表达。

1.1.2特点1)直接包装成为假病毒颗粒,对分裂和非分裂细胞均有感染作用,适合RNAi 研究和体内实验中难以转染的细胞(比如神经元细胞、干细胞或其它原代细胞)。

2)可以通过简单方式,在短时间内获得稳定表达特定基因的多种细胞株。

3)可用于基因敲除、基因治疗和转基因动物研究。

4)无需任何转染试剂,操作简便。

5)可以根据客户需要制备多种标记。

1.1.3慢病毒包装简要流程:1)含有目的基因的慢病毒RNAi 干扰载体的构建和质粒纯化提取。

2)慢病毒载体,包装系统共转染病毒包装细胞293T等。

3)培养48hrs - 72hrs 左右,收集含有病毒的上清培养液。

4)病毒的纯化和浓缩。

5)分装、- 80 ℃保存。

6)滴度测定目的基因检定,并出具检测报告。

1.2、腺病毒1.2.1原理腺病毒(Adenovirus,Ad)是一种无包膜的线状双链DNA病毒,其复制不依赖于宿主细胞的分裂。

有近50个血清型,大多数Ad载体都是基于血清型2和5,通过转基因的方式取代E1和E3基因,降低病毒的复制能力。

这些重组病毒仅在高水平表达E1和E3基因的细胞中复制,因此是一种适用于治疗的高效控制系统。

1.2.2特点1)几乎可以感染所有类型的细胞2)可以获得复制缺陷型(E1 和E3 缺失) 的腺病毒3)病毒滴度高,产生病毒经过浓缩后可以达到1012 PFU/mL,能有效的进行增殖。

病毒包装实验整体流程及原理(慢病毒、腺病毒)

病毒包装实验整体流程及原理(慢病毒、腺病毒)

广州英思特生物科技有限公司为您提供高效快速的病毒包装实验外包服务,病毒感染细胞实验整体流程及原理目的基因不能直接整合到大多数真核细胞,常用的手段是将目的基因包装成病毒来感染细胞,从而得到表达满足实验需求。

1、病毒的种类病毒有很多种,常见的有慢病毒和腺病毒1.1慢病毒1.1.1原理慢病毒(Lentivirus)是逆转录病毒的一种。

构建的siRNA/miRNA慢病毒载体,与化学合成的siRNA和基于瞬时表达载体构建的普通siRNA载体相比,一方面可以扩增替代瞬时表达载体使用,另一方面,Lentivirus-siRNA克隆经过慢病毒包装系统包装后,可用于感染依靠传统转染试剂难于转染的细胞系如原代细胞、悬浮细胞和处于非分裂状态的细胞,并且在感染后可以整合到受感染细胞的基因组,进行长时间的稳定表达。

1.1.2特点1)直接包装成为假病毒颗粒,对分裂和非分裂细胞均有感染作用,适合RNAi研究和体内实验中难于转染的细胞(比如神经元细胞、干细胞或其它原代细胞)。

?2)可以通过简单方式,在短时间内获得稳定表达特定基因的多种细胞株。

3)可用于基因敲除、基因治疗和转基因动物研究。

4)无需任何转染试剂,操作简便。

5)可以根据客户需要制备多种标记。

1.1.3慢病毒包装简要流程:1)含有目的基因的慢病毒RNAi干扰载体的构建和质粒纯化提取。

2)慢病毒载体,包装系统共转染病毒包装细胞293T等。

3)培养48hrs-72hrs左右,收集含有病毒的上清培养液。

4)病毒的纯化和浓缩。

5)分装、-80 ℃保存。

6)滴度测定目的基因检定,并出具检测报告。

1.2、腺病毒1.2.1原理腺病毒(Adenovirus,Ad)是一种无包膜的线状双链DNA病毒,其复制不依赖于宿主细胞的分裂。

有近50个血清型,大多数Ad载体都是基于血清型2和5,通过转基因的方式取代E1和E3基因,降低病毒的复制能力。

这些重组病毒仅在高水平表达E1和E3基因的细胞中复制,因此是一种适用于治疗的高效控制系统。

慢病毒包装原理-介绍之欧阳班创编

慢病毒包装原理-介绍之欧阳班创编

慢病毒包装系统简介及应用一、慢病毒包装简介及其用途慢病毒( Lentivirus )载体是以 HIV-1 (人类免疫缺陷 I 型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。

区别一般的逆转录病毒载体,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

慢病毒载体的研究发展得很快,研究的也非常深入。

该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达。

在感染能力方面可有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,从而达到良好的的基因治疗效果,在美国已经开展了临床研究,效果非常理想,因此具有广阔的应用前景。

目前慢病毒也被广泛地应用于表达 RNAi 的研究中。

由于有些类型细胞脂质体转染效果差,转移到细胞内的 siRNA 半衰期短,体外合成 siRNA 对基因表达的抑制作用通常是短暂的,因而使其应用受到较大的限制。

采用事先在体外构建能够表达 siRNA 的载体,然后转移到细胞内转录 siRNA 的策略,不但使脂质体有效转染的细胞种类增加,而且对基因表达抑制效果也不逊色于体外合成 siRNA ,在长期稳定表达载体的细胞中,甚至可以发挥长期阻断基因表达的作用。

在所构建的 siRNA 表达载体中,是由 RNA 聚合酶Ⅲ启动子来指导 RNA 合成的,这是因为 RNA 聚合酶Ⅲ有明确的起始和终止序列,而且合成的 RNA 不会带 poly A 尾。

当 RNA 聚合酶Ⅲ遇到连续 4 个或 5 个 T 时,它指导的转录就会停止,在转录产物 3' 端形成 1~4 个U 。

U6 和 H1 RNA 启动子是两种 RNA 聚合酶Ⅲ依赖的启动子,其特点是启动子自身元素均位于转录区的上游,适合于表达~ 21ntRNA 和~ 50ntRNA 茎环结构( stem loop )。

在 siRNA 表达载体中,构成 siRNA 的正义与反义链,可由各自的启动子分别转录,然后两条链互补结合形成 siRNA ;也可由载体直接表达小发卡状RNA(small hairpin RNA, shRNA),载体包含位于 RNA 聚合酶Ⅲ启动子和 4 ~ 5 T转录终止位点之间的茎环结构序列,转录后即可折叠成具有 1~4 个 U 3 ' 突出端的茎环结构,在细胞内进一步加工成 siRNA 。

慢病毒包装

慢病毒包装

慢病毒包装一、慢病毒服务简介慢病毒(Lentivirus)载体是以人类免疫缺陷I型病毒(HIV-1)为基础发展起来的基因载体。

它是一种逆转录病毒,能使外源基因整合入宿主的基因组稳定、长期表达,但却比一般的逆转录病毒具有更高的滴度和更广的宿主范围。

携带外源基因的慢病毒载体与包装载体(表达病毒包装所需辅助蛋白)一同转染包装细胞,即可进行病毒的包装;经收集和浓缩的慢病毒液可以直接用于感染宿主细胞或活体动物模型。

辉骏生物使用的慢病毒包装系统是4质粒包装系统,包括1个慢病毒表达载体和3个慢病毒包装载体(分别表达病毒包装必需的蛋白Gag/Pol、Rev和VSV-G),包装细胞为293T细胞。

辉骏生物提供包含多种荧光基因(如GFP或RFP等)、多种抗性筛选标签和多种启动子的慢病毒载体,可充分满足客户不同实验设计的要求。

二、慢病毒表达系统的特点1> 能将外源基因有效地整合入宿主染色体上,介导目的基因稳定、长期的表达;2> 慢病毒有更广泛的宿主范围,能够有效地感染分裂细胞、非分裂细胞,特别适合于一些难转染的细胞(如原代细胞、干细胞、不分化的细胞)和对腺病毒感染具有较强免疫反应的细胞(如树突状细胞、单核细胞和间充质干细胞)等;3> 适用范围更广,不仅能用于体外实验,还能用于活体动物模型。

4> 不需要转染试剂,转导效率高,目的基因整合到宿主细胞基因组的概率大大增加;5> 可用于研究基因的过表达、microRNA过表达和RNAi等。

6> 利用慢病毒建立稳转细胞株的时间较常规真核表达载体更短,能大大缩短实验周期、提高实验效率。

三、慢病毒技术整体流程A. 慢病毒载体的构建:根据客户的不同需要,将目的基因片段连接至慢病毒载体;B. 慢病毒包装:重组病毒质粒与包装质粒一起转染293T细胞进行包装;收集富含慢病毒颗粒的细胞上清液,浓缩后进行滴度测试,得到滴度≥1×108 TU/mL的慢病毒液;C. 稳转细胞株的建立:分别使用实验组和对照组慢病毒感染细胞,利用抗生素初步筛选稳转细胞株,细胞分选得到单克隆细胞株,建立实验组和对照组的稳转细胞株。

慢病毒包装实验流程、原理与步骤

慢病毒包装实验流程、原理与步骤

慢病毒包装实验流程、原理与步骤慢病毒(Lentivirus)是逆转录病毒的一种,它需要相对较长的孵育时间,所以称之为“慢”病毒,Lenti在拉丁文中就是慢的意思。

它包括人免疫缺陷病毒(HIV)、猫免疫缺陷病毒(FIV)、猿免疫缺陷病毒(SIV)、牛免疫缺陷病毒等。

其中研究最多的是HIV-1慢病毒。

慢病毒载体(Lentivirus vector)是以慢病毒基因组为基础,由所需的目的基因取代部分基因构建而成。

目前使用的慢病毒载体多采用HIV-1基因组改造而来。

与一般的逆转录病毒载体相比,慢病毒载体对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力而具有更广的宿主范围。

慢病毒载体还可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而实现持久表达。

在感染能力方面可以有效感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,又很少引发机体免疫反应,能达到良好的基因治疗效果,具有广阔的应用前景。

慢病毒包装实验流程如下:1.根据目的基因相关信息(序列,基因序列号等)获取目的基因;2.根据客户要求选择对应载体;3. 将目的基因构建到慢病毒载体获得含有目的基因的重组载体;4. 测序鉴定重组质粒,高纯化(不含内毒素)提取的重组质粒;5. 使用高纯提重组载体和慢病毒包装质粒共转染 293FT 细胞,进行病毒包装并收集上清液;6. 通过超滤和超速离心浓缩和纯化病毒;7. 使用病毒液感染 293T 细胞,药物筛选细胞,构建稳定表达细胞系。

慢病毒使用安全及注意事项1.慢病毒相关实验请在生物安全柜内操作。

如果使用超净台请不要打开风机。

2.慢病毒感染实验时,请穿实验服,佩戴口罩和手套,尽量不用将身体的任何部位裸露在安全柜内。

3.操作病毒时尽量避免气雾或者飞溅。

如果溅出,请立即用70%乙醇加1%的SDS溶液擦拭干净。

4.如果需要离心,应使用密封性好的离心管,或者用Parafilm膜封口后离心。

5.废弃的含有病毒的培养基或者病毒接触过的枪头、离心管、培养板及培养瓶请用84消毒液(1:20),浸泡一天后丢弃。

慢病毒包装原理-介绍之欧阳育创编

慢病毒包装原理-介绍之欧阳育创编

慢病毒包装系统简介及应用一、慢病毒包装简介及其用途慢病毒( Lentivirus )载体是以 HIV-1 (人类免疫缺陷 I 型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。

区别一般的逆转录病毒载体,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

慢病毒载体的研究发展得很快,研究的也非常深入。

该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达。

在感染能力方面可有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,从而达到良好的的基因治疗效果,在美国已经开展了临床研究,效果非常理想,因此具有广阔的应用前景。

目前慢病毒也被广泛地应用于表达 RNAi 的研究中。

由于有些类型细胞脂质体转染效果差,转移到细胞内的 siRNA 半衰期短,体外合成 siRNA 对基因表达的抑制作用通常是短暂的,因而使其应用受到较大的限制。

采用事先在体外构建能够表达siRNA 的载体,然后转移到细胞内转录 siRNA 的策略,不但使脂质体有效转染的细胞种类增加,而且对基因表达抑制效果也不逊色于体外合成 siRNA ,在长期稳定表达载体的细胞中,甚至可以发挥长期阻断基因表达的作用。

在所构建的 siRNA 表达载体中,是由 RNA 聚合酶Ⅲ启动子来指导 RNA 合成的,这是因为 RNA 聚合酶Ⅲ有明确的起始和终止序列,而且合成的 RNA 不会带 poly A 尾。

当 RNA 聚合酶Ⅲ遇到连续 4 个或 5 个 T 时,它指导的转录就会停止,在转录产物 3' 端形成 1~4 个U 。

U6 和 H1 RNA 启动子是两种 RNA 聚合酶Ⅲ依赖的启动子,其特点是启动子自身元素均位于转录区的上游,适合于表达~ 21ntRNA 和~ 50ntRNA 茎环结构( stem loop )。

在siRNA 表达载体中,构成 siRNA 的正义与反义链,可由各自的启动子分别转录,然后两条链互补结合形成 siRNA ;也可由载体直接表达小发卡状 RNA(small hairpin RNA, shRNA),载体包含位于 RNA 聚合酶Ⅲ启动子和 4 ~ 5 T转录终止位点之间的茎环结构序列,转录后即可折叠成具有 1~4 个 U 3 ' 突出端的茎环结构,在细胞内进一步加工成 siRNA 。

慢病毒包装原理-介绍之欧阳主创编

慢病毒包装系统简介及应用一、慢病毒包装简介及其用途慢病毒( Lentivirus )载体是以 HIV-1 (人类免疫缺陷 I 型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。

区别一般的逆转录病毒载体,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

慢病毒载体的研究发展得很快,研究的也非常深入。

该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达。

在感染能力方面可有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,从而达到良好的的基因治疗效果,在美国已经开展了临床研究,效果非常理想,因此具有广阔的应用前景。

目前慢病毒也被广泛地应用于表达 RNAi 的研究中。

由于有些类型细胞脂质体转染效果差,转移到细胞内的 siRNA 半衰期短,体外合成 siRNA 对基因表达的抑制作用通常是短暂的,因而使其应用受到较大的限制。

采用事先在体外构建能够表达 siRNA 的载体,然后转移到细胞内转录 siRNA 的策略,不但使脂质体有效转染的细胞种类增加,而且对基因表达抑制效果也不逊色于体外合成 siRNA ,在长期稳定表达载体的细胞中,甚至可以发挥长期阻断基因表达的作用。

在所构建的 siRNA 表达载体中,是由 RNA 聚合酶Ⅲ启动子来指导 RNA 合成的,这是因为 RNA 聚合酶Ⅲ有明确的起始和终止序列,而且合成的 RNA 不会带 poly A 尾。

当 RNA 聚合酶Ⅲ遇到连续 4 个或 5 个 T 时,它指导的转录就会停止,在转录产物 3' 端形成 1~4 个U 。

U6 和 H1 RNA 启动子是两种 RNA 聚合酶Ⅲ依赖的启动子,其特点是启动子自身元素均位于转录区的上游,适合于表达~ 21ntRNA 和~50ntRNA 茎环结构( stem loop )。

在 siRNA 表达载体中,构成 siRNA 的正义与反义链,可由各自的启动子分别转录,然后两条链互补结合形成 siRNA ;也可由载体直接表达小发卡状 RNA(small hairpin RNA, shRNA),载体包含位于 RNA 聚合酶Ⅲ启动子和 4 ~ 5 T转录终止位点之间的茎环结构序列,转录后即可折叠成具有 1~4 个 U 3 ' 突出端的茎环结构,在细胞内进一步加工成 siRNA 。

【干货】慢病毒包装原理及注意事项

【干货】慢病毒包装原理及注意事项慢病毒(Lentivirus)载体是以 HIV-1(人类免疫缺陷 I 型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。

和一般的逆转录病毒载体不同,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达。

并且它可以有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,因此具有广阔的应用前景。

目前慢病毒被广泛地应用于RNAi 的研究中。

由于体外合成siRNA对基因表达的抑制作用通常是短暂的,因而使其应用受到较大的限制。

采用事先在体外构建能够表达 siRNA的载体, 然后转入细胞内转录 siRNA的策略,不但对基因表达抑制效果不逊色于体外合成siRNA,而且稳定整合表达载体的细胞中,可以发挥长期阻断基因表达的作用。

但上述两种方法,一是受到转染试剂转染效率的影响,在一些细胞内无法有效敲低(Knockdown)一些基因;二是传统方法得到稳定细胞株通常需要挑取单克隆,进行克隆化,这样费时费力。

利用慢病毒介导的方法可以解决上述问题,这是因为慢病毒介导的RNAi具有下述优点:● 慢病毒几乎可以感染所有种类的细胞,不存在某些细胞难以转染的问题。

● 慢病毒可以在细胞基因组上稳定整合表达siRNA的元件,siRNA 表达效率比较均一,因此,无需挑取单克隆。

● 慢病毒载体具有嘌罗霉素(Puromycin)抗性基因,Puromycin 可以在 2-3天内杀死细胞,只有整合了病毒载体的细胞能够存活,这样缩短了得到稳定细胞株的时间。

慢病毒表达载体中,是由RNA聚合酶Ⅲ启动子来指导RNA合成的,这是因为 RNA聚合酶Ⅲ有明确的起始和终止序列,而且合成的RNA不会带poly A尾。

当 RNA聚合酶Ⅲ遇到连续 4 个或 5 个 T 时,它指导的转录就会停止,在转录产物3’端形成 1~4个 U。

U6 和 H1RNA启动子是两种RNA聚合酶Ⅲ依赖的启动子,其特点是启动子自身元素均位于转录区的上游,适合于表达~21nt RNA和~50nt RNA茎环结构(stem loop)。

慢病毒包装知识大全

在细胞相关的实验操作中,对于一些按常规方法难以转染甚至无法转染的细胞,通过病毒介导的实验能够大大提高基因的转导效率,以达到目的基因的高效瞬时表达。

在细胞相关的实验操作中,对于一些按常规方法难以转染甚至无法转染的细胞,通过病毒介导的实验能够大大提高基因的转导效率,以达到目的基因的高效瞬时表达。

病毒转染包括以下步骤:1构建载体2包装提纯病毒3感染靶细胞。

以慢病毒为例。

慢病毒(Lentivirus)载体是以HIV-1(人类免疫缺陷I型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。

区别一般的逆转录病毒载体,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

慢病毒载体的研究发展得很快,研究的也非常深入。

该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达。

在感染能力方面可有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,从而达到良好的的基因治疗效果,在美国已经开展了临床研究,效果非常理想,因此具有广阔的应用前景。

一、慢病毒载体构建原理:慢病毒载体的包装系统一般由两部分组成,即包装成分和载体成分。

包装成分由HIV-1基因组去除了包装、逆转录和整合所需的顺式作用序列而构建,能够反式提供产生病毒颗粒所必需的蛋白;载体成分则与包装成分互补,即含有包装、逆转录和整合所需的顺式作用序列,同时具有异源启动子控制下的多克隆位点及在此位点插入的目的基因。

将包装成分与载体成分的多个质粒共转染包装细胞,即可在细胞上清中收获携带目的基因的复制缺陷型慢病毒载体颗粒。

慢病毒表达载体包含了包装、转染、稳定整合所需要的遗传信息。

慢病毒包装质粒可提供所有的转录并包装RNA到重组的假病毒载体所需要的所有辅助蛋白。

为产生高滴度的病毒颗粒,需要利用表达载体和包装质粒同时共转染细胞,在细胞中进行病毒的包装,包装好的假病毒颗粒分泌到细胞外的培养基中,离心取得上清液后,可以直接用于宿主细胞的感染,目的基因进入到宿主细胞之后,经过反转录,整合到基因组,从而高水平的表达效应分子。

又是辅助又是穿梭,慢病毒包装到底是个什么鬼?

又是辅助又是穿梭,慢病毒包装到底是个什么鬼?提起慢病毒包装,好多人只知道按着实验室protocol上写的质粒共转染293T细胞,或者只是知道穿梭质粒辅助质粒而不知道他们的具体作用。

今天我们就用最简单粗暴方式讲解一下病毒包装的原理,以防好奇的师弟师妹问你具体原理你只能让他们自己百度,错失一次完美的讲解(装逼)机会。

讲解之前我们要看下慢病毒到底是啥?官方解释:慢病毒(Lentivirus)载体是以HIV-1(人类免疫缺陷I型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。

区别一般的逆转录病毒载体,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

简单点说就是HIV的升级版,HIV只能感染CD4+T细胞,对我们实验来说肯定不行,所以需要改装让病毒感染亲嗜性增强。

HIV还有一个有点就是可以将自己的基因组整合到宿主的基因组中,利用这个特性可以方便我们进行稳转细胞株的建立。

OK步入正题,讲解先从慢病毒的基因组入手,慢病毒为RNA病毒。

它的基因组我们可以分为3个编码病毒基本结构的结构基因gag、env、pol和6个调节基因tat、rev、nef 、vif 、vpr 、vpu。

后来大家发现6个调节基因好像有点多,有的只对野生型的HIV 有用,所以就把调节基因除了tat和rev以外都删除了。

gag基因编码基质蛋白、衣壳蛋白和核衣壳蛋白,pol基因编码蛋白酶、整合酶和逆转录酶,env基因编码病毒外面的衣壳蛋白gp120和gp41,调节基因tat和rev主要调节病毒的转录和翻译。

这六个基因对我们病毒包装来说必不可少。

另外大家可能注意到在基因组两端有两个LTR,这个LTR有两个作用,一方面他可以介导慢病毒将自己的基因组整合到宿主基因组中转录比较活跃的位点,另一方面可以粗暴的理解为启动子和终止子。

讲到这,大家可能对慢病毒的包装策略心里有点数了,如果我把LTR之间的替换为我们的目的基因,替换掉的部分又对病毒来说不可或缺,那我把替换掉的部分再通过别的方法提供给它,这样病毒不就可以完整的组装了吗。

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慢病毒包装系统简介及应用
一、慢病毒包装简介及其用途
慢病毒(Lentivirus )载体是以HIV-1 (人类免疫缺陷I 型病毒)为基础发展起来的基
因治疗载体。

区别一般的逆转录病毒载体,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

慢病毒载体的研究发展得很快,研究的也非常深入。

该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达。

在感染能力方面可有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,从而达到良好的的基因治疗效果,在美国已经开展了临床研究,效果非常理想,因此具有广阔的应用前景。

目前慢病毒也被广泛地应用于表达RNAi 的研究中。

由于有些类型细胞脂质体转染效果差,转移到细胞内的siRNA 半衰期短,体外合成siRNA 对基因表达的抑制作用通常是短暂的,因而使其应用受到较大的限制。

采用事先在体外构建能够表达siRNA 的载体,然后转移到细胞内转录siRNA 的策略,不但使脂质体有效转染的细胞种类增加,而且对基因表达抑制效果也不逊色于体外合成siRNA ,在长期稳定表达载体的细胞中,甚至可以发挥长期阻断基因表达的作用。

在所构建的siRNA 表达载体中,是由RNA 聚合酶Ⅲ启动子来指导RNA 合成的,这是因为RNA 聚合酶Ⅲ有明确的起始和终止序列,而且合成的RNA 不会带poly A 尾。

当RNA 聚合酶Ⅲ遇到连续4 个或5 个T 时,它指导的转录就会停止,在转录产物3' 端形成1~4 个U 。

U6 和H1 RNA 启动子是两种RNA 聚合酶Ⅲ依赖的启动子,其特点是启动子自身元素均位于转录区的上游,适合于表达~21ntRNA 和~50ntRNA
茎环结构(stem loop )。

在siRNA 表达载体中,构成siRNA 的正义与反义链,可由各自的启动子分别转录,然后两条链互补结合形成siRNA ;也可由载体直接表达小发卡状RNA(small hairpin RNA, shRNA),载体包含位于RNA 聚合酶Ⅲ启动子和4 ~5 T转录
终止位点之间的茎环结构序列,转录后即可折叠成具有1~4 个U 3 ' 突出端的茎环结构,在细胞内进一步加工成siRNA 。

构建载体前通常要通过合成siRNA 的方法,寻找高效的siRNA ,然后从中挑选符合载体要求的序列,将其引入siRNA 表达载体。

慢病毒载体(Lentiviral vector )较逆转录病毒载体有更广的宿主范围,慢病毒能够有效感染非周期性和有丝分裂后的细胞。

慢病毒载体能够产生表达shRNA 的高滴度的慢病毒,在周期性和非周期性细胞、干细胞、受精卵以及分化的后代细胞中表达shRNA ,实现在多种类型的细胞和转基因小鼠中特异而稳定的基因表达的功能性沉默,为在原代的人和动物细胞组织中快速而高效地研究基因功能,以及产生特定基因表达降低的动物提供了可能性。

慢病毒表达载体包含了包装、转染、稳定整合所需要的遗传信息。

慢病毒包装质粒可提供所有的转录并包装RNA 到重组的假病毒载体所需要的所有辅助蛋白。

为产生高滴度的病毒颗粒,需要利用表达载体和包装质粒同时共转染细胞,在细胞中进行病毒的包装,包装好的假病毒颗粒分泌到细胞外的培养基中,离心取得上清液后,可以直接用于宿主细胞的感染,目的基因进入到宿主细胞之后,经过反转录,整合到基因组,从而高水平的表达效应分子。

二、这一系统的目的,主要是为了解决以下问题:
1. 对于一些较难转染的细胞,如原代细胞、干细胞、不分化的细胞等,能大大提高目的基
因转导效率,而且目的基因整合到宿主细胞基因组的几率大大增加,这就为RNAi,cDNA 克隆以及报告基因的研究提供了一个有利的途径。

2. 进行稳转细胞株的筛选;
3. 为活体动物模型实验提供高质量的包含目的基因的病毒液;
在细胞相关的实验操作中,对于一些按常规方法难以转染甚至无法转染的细胞,通过病毒介导的实验能够大大提高基因的转导效率,以达到目的基因的高效瞬时表达。

三、慢病毒载体介绍
慢病毒载体(Lentiviral vector, LVs )是在HIV-1 病毒基础上改造而成的病毒载体系统,它能高效的将目的基因(或RNAi )导入动物和人的原代细胞或细胞系。

慢病毒载体基因
组是正链RNA ,其基因组进入细胞后,在细胞浆中被其自身携带的反转录酶反转为DNA ,形成DNA 整合前复合体,进入细胞核后,DNA 整合到细胞基因组中。

整合后的DNA 转录mRNA ,回到细胞浆中,表达目的蛋白;或产生RNAi 干扰。

慢病毒载体介导的基因表达或RNAi 干扰作用持续且稳定,原因是目的基因整合到宿主细胞基因组中,并随细胞基因组的分裂而分裂。

另外,慢病毒载体能有效感染并整合到非分裂细胞中。

以上特性使慢病毒载体与其它病毒载体相比,比如不整合的腺病毒载体、整合率低的腺相关病毒载体、只整合分裂细胞的传统逆转录病毒载体,有鲜明的特色。

大量文献研究表明,慢病毒载体介导的目的基因长期表达的组织或细胞包括脑、肝脏、肌肉、视网膜、造血干细胞、骨髓间充质干细胞、巨噬细胞等。

慢病毒载体不表达任何HIV-1 蛋白,免疫原性低,在注射部位无细胞免疫反应,体液免疫反应也较低,不影响病毒载体的第2 次注射。

四、慢病毒载体的构建
1. 构建原理
慢病毒属于逆转录病毒科,但其基因组结构复杂,除gag、pol 和env 这3 个和单纯逆转录病毒相似的结构基因外,还包括4 个辅助基因,vif、vpr、nef、vpu 和2 个调节基因tat 和rev 。

HIV 21 是慢病毒中最具特征性的病毒,第一个慢病毒载体系统即以此病毒为基础进行构建的。

慢病毒载体的构建原理就是将HIV 21 基因组中的顺式作用元件( 如包装信号、长末端重复序列) 和编码反式作用蛋白的序列进行分离。

载体系统包括包装成分和载体成分:包装成分由HIV 21 基因组去除了包装、逆转录和整合所需的顺式作用序列而构建,能反式提供产生病毒颗粒所需的蛋白;载体成分与包装成分互补,含有包装、逆转录和整合所需的HIV 21顺式作用序列。

同时具有异源启动子控制下的多克隆位点及在此位点插入的目的基因。

为降低两种成分同源重组产生有复制能力的病毒(RCV ) 的可能性,将包装成分的5 ′LTR 换成巨细胞病毒(CMV ) 立即早期启动子,3 ′LTR 换成SV 40
polyA 位点等。

将包装成分分别构建在两个质粒上,即一个表达gag 和pol、另一个表达env 。

根据这个原理,Naldini 和Kafri 等构建了三质粒表达系统。

2. 三质粒表达系统
三质粒表达系统包括包装质粒、包膜蛋白质粒和转移质粒。

其中包装质粒在CMV 启动子的控制下,表达HIV 21 复制所需的全部反式激活蛋白,但不产生病毒包膜蛋白及辅助蛋白vpu;包膜蛋白质粒编码水泡性口炎病毒G 蛋白(V SV 2G),应用VSV 2G 包膜的假构型慢病毒载体扩大了载体的靶细胞嗜性范围,而且增加了载体的稳定性,允许通过高速离心对载体进行浓缩,提高了滴度;转移质粒中除含有包装、逆转录及整合所需的顺式序列,还保留350 bp 的gag 和RRE,并在其中插入目的基因或标志基因( 绿色荧光蛋白GFP) 。

将载体系统分成三个质粒最大的益处是使序列重叠的机会大大减少,减少载体重组过程中产生RCV 的可能性。

通过三质粒共转染293T 细胞,超速离心后病毒滴度可达109IU /m l 。

3. 四质粒表达系统
为了减少HIV 21 包装结构的序列同源性,进一步减少重组成RCV 的可能性,Dull 等人将辅助基因去除。

但由于gag2pol 的转运需要rev,因此,在上述的三质粒系统的基础上,构建成四质粒表达系统,该系统加上含rev 的质粒减少了产生RCV 的可能性,而且对非分裂期细胞转导效率无影响。

五、慢病毒载体应用
1. 将目的基因/RNAi 基因转入难以转染的细胞,比如神经元细胞、干细胞或其它原代细胞;
2. 将目的基因/RNAi 基因转入动物组织,以期获得长期表达;
3. 构建稳定表达目的蛋白/RNAi 的细胞系,再用exvivo的方法导入动物体内;
4. 基因治疗;
5. 转基因动物;
6. 基因敲除;
7. 药物研究:构建表达受体蛋白的细胞系,研究药物的作用;
8. 快速建立生产目的蛋白的细胞系,非常有前途的真核细胞表达方法。

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