慢病毒(Lentiviral):逆轉(zhuǎn)錄病毒科,慢病毒屬,主要有人類(lèi)免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)、猿類(lèi)免疫缺陷病毒(simian immunodeficiency virus, SIV)、貓免疫缺陷病毒(felines immunodeficiency virus, FIV)、馬傳染性貧血病毒(equine infectious anemia virus, EIAV)、山羊類(lèi)關(guān)節(jié)炎-腦炎病毒(caprine arthritis-encephalitis virus, CAEV)、牛免疫缺陷病毒(bovine immunodeficiency birus, BIV)等等,為二倍體正鏈RNA病毒。慢病毒潛伏期長(zhǎng),Lenti-在拉丁語(yǔ)中為“慢”的意思,可以將病毒基因組整合在宿主基因中長(zhǎng)期表達(dá),對(duì)分裂細(xì)胞和為分裂細(xì)胞均具有很強(qiáng)的感染率,細(xì)胞研究首選病毒載體慢病毒可以將目的基因整合在宿主基因基因組中長(zhǎng)期表達(dá)。
gag -----群抗原基因,編碼核心蛋白基質(zhì)蛋白、衣殼蛋白、核衣殼蛋白等
pol -----多聚酶基因,編碼病毒復(fù)制所需的酶,如反轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、蛋白酶
env -----包膜蛋白基因,編碼包膜蛋白gp120 及gp41,決定病毒感染宿主的靶向性
tat -----基因反式激活因子,參與HIV-1基因RNA轉(zhuǎn)錄的控制
rev ---- 病毒蛋白表達(dá)調(diào)節(jié)因子,能增加gag和env基因?qū)Y(jié)構(gòu)蛋白的表達(dá)
vif -----病毒感染因子, 其作用是在一些細(xì)胞因子的協(xié)下促進(jìn)HIV-1在細(xì)胞內(nèi)復(fù)
Vpr -----R蛋白能使HIV在巨噬細(xì)胞中增殖
vpu -----U蛋白,能促進(jìn)HIV從細(xì)胞膜上釋放
nef ----負(fù)因子,具有抑制HIV-1增殖作用
LTR ----兩端長(zhǎng)末端重復(fù)序列,內(nèi)含復(fù)制所需的順式作用元件
HIV-1是研究最深入和改造使用最充分的慢病毒。HIV的單鏈RNA基因組長(zhǎng)度約為9 kb,包括三個(gè)主要結(jié)構(gòu)基因:gag,pol和env。gag基因轉(zhuǎn)錄成未剪切mRNA, 然后切割成編碼病毒的核心蛋白包括衣殼蛋白(CA/p24),主要作用是通過(guò)包被病毒顆粒中的病毒RNA并與之緊密結(jié)合來(lái)保護(hù)病毒基因組、內(nèi)膜蛋白(MA/p17),為病毒體組裝和感染非分裂細(xì)胞所必須、和核衣殼蛋白(p7),通過(guò)包被病毒顆粒中的病毒RNA并與之緊密結(jié)合來(lái)保護(hù)病毒基因組;pol基因編碼病毒復(fù)制相關(guān)的酶;env基因編碼病毒包膜糖蛋白。此外,病毒基因組還編碼兩個(gè)調(diào)節(jié)蛋白,即tat、rev,rev主要參與蛋白調(diào)節(jié)的表達(dá)水平,tat參與蛋白轉(zhuǎn)錄的控制,與病毒的長(zhǎng)末端重復(fù)序列(long terminal repeats, LTRS)結(jié)合后促進(jìn)病毒的所有基因的轉(zhuǎn)錄。以及四個(gè)輔助蛋白,即vif、vpr、vpu、nef。兩端兩個(gè)LTR位于病毒基因組的側(cè)面,是病毒轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和病毒基因組整合所必須的,ψ基因位于5'-LTR和gag基因之間,是基因組二聚化和包裝的必須信號(hào)。
一、重組慢病毒系統(tǒng)簡(jiǎn)介
重組慢病毒載體是在慢病毒基因特性的基礎(chǔ)上,表達(dá)載體保留病毒復(fù)制,整合、包裝所必須的必須順式作用原件(LTRs,ψ等),同時(shí)表達(dá)目的基因(cDNA,shRNA或miRNA);出于生物安全性考慮,將慢病毒的反式作用原件gap、pol,env等基因用輔助質(zhì)粒表達(dá)(GC helper1)表達(dá),表達(dá)水泡性口腔炎病毒(VSV)糖蛋白(G)的包膜蛋白載體((GC helper2),三質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染HEK-293T細(xì)胞,收集病毒,病毒濃縮純化,病毒滴度測(cè)定和質(zhì)量檢測(cè)。
二、慢病毒包裝服務(wù):
基恩科生物(GeneCarer)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男枰獦?gòu)建不同的表達(dá)載體(過(guò)表達(dá)、敲除、干擾)等,GC helper 1.0質(zhì)粒和GC helpher 2.0質(zhì)粒,3質(zhì)粒用磷酸鈣法共轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞,48h,96h各收集一次上清,進(jìn)行過(guò)濾、離心、濃縮、純化,分裝后進(jìn)行病毒滴度測(cè)定和質(zhì)量檢測(cè)。
三、慢病毒載體的選擇:
基恩科生物(GeneCarer)提供各種慢病毒載體可供選擇,不同啟動(dòng)子,不同篩選標(biāo)記,不同蛋白標(biāo)簽。
四、慢病毒的質(zhì)量控制:
基恩科生物(GeneCarer)結(jié)合《中國(guó)藥典》,多糖結(jié)合病毒疫苗中針對(duì)疫苗制劑等提出的產(chǎn)品質(zhì)量和安全性的要求,同時(shí)針對(duì)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)用病毒/動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用病毒/臨床用病毒的不同需求,建立企業(yè)病毒產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),每一批病毒產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)質(zhì)量部嚴(yán)格檢測(cè),測(cè)定慢病毒的滴度、純度和各項(xiàng)生物物理指標(biāo)。
檢測(cè)項(xiàng)目 |
檢測(cè)方法 |
質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參考結(jié)果 |
顏色 |
肉眼判定 |
無(wú)色 |
澄清度 |
肉眼判定 |
透明,無(wú)異物 |
粘稠度 |
移液器吸取 |
無(wú)粘稠和吸液滯后現(xiàn)象 |
PH |
筆式PH計(jì) |
7.2-7.4 |
細(xì)菌 |
平板培養(yǎng)法 |
陰性 |
真菌 |
平板培養(yǎng)法 |
陰性 |
支原體 |
Nest PCR |
陰性 |
內(nèi)毒素 |
鱟試劑 |
≤50TU/mL |
純度 |
SDS-PAGE(銀染) |
僅目的蛋白(無(wú)雜帶) |
有效滴度 |
qPCR法 |
≥2E+8TU |
五、慢病毒定制服務(wù):
基恩科生物(GeneCarer)提供慢病毒現(xiàn)貨和慢病毒定制服務(wù),提供基因(含circRNA 、lncRNA、microRNA等)過(guò)表達(dá)、基因干擾、基因敲除慢病毒,具體實(shí)驗(yàn)服務(wù)流程如下圖:
六、慢病毒與其他病毒載體的比較
病毒 |
腺相關(guān)病毒 |
單純皰疹病毒 |
|||
包裝容量 |
8Kb |
8Kb |
8Kb |
4.7Kb |
理論最大150kb |
病毒基因組 |
RNA病毒 |
RNA病毒 |
雙鏈線性DNA病毒 |
單鏈線性DNA病毒 |
雙鏈線性DNA病毒 |
感染細(xì)胞類(lèi)型 |
大部分分裂/不分裂細(xì)胞 |
大部分分裂/不分裂細(xì)胞 |
大部分分裂/不分裂細(xì)胞,原代細(xì)胞感染率高 |
不同血清型感染不同細(xì)胞 |
大部分分裂/不分裂細(xì)胞,神經(jīng)元細(xì)胞感染率高 |
感染效率 |
中 |
中 |
高 |
中 |
中 |
基因組整合 |
整合 |
非整合 |
非整合 |
非整合/部分整合 |
非整合 |
表達(dá)方式 |
穩(wěn)定表達(dá) |
瞬時(shí)表達(dá) |
瞬時(shí)表達(dá) |
瞬時(shí)表達(dá)/部分長(zhǎng)期表達(dá) |
瞬時(shí)表達(dá) |
免疫原性 |
低免疫原性 |
低免疫原性 |
高免疫原性 |
低免疫原性 |
高免疫原性 |
七、相關(guān)產(chǎn)品
慢病毒現(xiàn)貨、cDNA、細(xì)胞等