慢病毒载体用途及概况

发布者玛丽杠杆于2016年5月19日上午10点30分00秒



慢病毒的生产和感染细胞慢病毒载体
是在实验室中最流行的和有用的病毒载体中的一个。慢病毒的优点包括一个大容量的遗传和转导分裂和非分裂细胞的能力。慢病毒载体是首选许多CRISPR应用的载体,和他们也有在临床基因治疗的应用成功。请阅读下文,了解当前(和未来)的慢病毒载体的应用!

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慢病毒载体的历史和组件

在嗅球成功的慢病毒感染在90年代初,研究人员开发出了基于病毒载体系统逆转录病毒像鼠白血病病毒(MMLV)。这些载体可以整合到基因组中,从而允许长期转基因表达,但他们只能感染积极分裂的细胞。另一类型的载体,基于腺病毒,能够感染非分裂细胞,但没有持续的转基因表达。要设计一个病毒载体系统,可以两者都做,Addgene公司存款迪迪埃TRONO和合作者转向慢病毒HIV-1中,公知感染非分裂细胞。

第一慢病毒载体系统包括三个质粒:包装,包络线,并转移质粒。包装质粒携带突变的HIV-1前病毒可能不包本身由于缺少一些蛋白质。信封质粒含有病毒包膜口授向性,或类型的细胞的载体可以感染。最后,转移质粒所编码的所需转基因侧翼通过促进病毒包装和宿主基因组中整合的HIV-1长末端重复序列(LTR)。这些质粒的共转染后,293T细胞释放的含转基因的慢病毒颗粒到培养基中,其可以被收集实验使用。1996年,Naldini等。转导的大鼠神经元体内与β-半乳糖苷酶和其他记者,他们发现,表达持续至少三十天。尽管腺相关病毒载体也可以针对非分裂细胞,慢病毒载体可携带更遗传货物(8kb的VS 4.5 kb的),并且它们仍然很受欢迎对于大脑中(图1)瞄准和追踪细胞。

第二代慢病毒包装系统

下面示出了慢病毒基因组是如何被冷凝以产生第二代慢病毒系统中的图形(图2)。那些依然是艾滋病毒基因对于病毒的生产非常重要:加格(结构前体蛋白),波尔(聚合酶),Tat和版本(从5’ LTR转录激活病毒反)(便于转录核出口)。一种不同的病毒包膜蛋白(Env的),通常是从VSV-G由于宽感染性,经常被用来作为针对HIV-1包膜的替代品,其中仅可以感染的CD4 +细胞。第二代慢病毒载体

第三代慢病毒包装系统

第三代慢病毒载体的部件虽然第二代系统是比原来的系统更安全,转印和封装之间的质粒经由重组创建复制能力的病毒的可能性是存在的。为了进一步降低这种可能性,并提高生物安全,暗沉等。创建的第三代系统(图3),其不同于所述第二代中的两个关键方面。首先,包装系统被分成两个质粒:一个编码Rev和一个编码的Gag和Pol,增加必要的重组事件的数量来创建一个复制能力的病毒。第二,达通过添加的嵌合的5’ 包含TAT-独立启动子LTR的消除。虽然更安全,该系统可以是使用,并导致降低的病毒滴度由于更高的质粒数目更麻烦。有关第二代和第三代包装系统的主要区别的更多信息,请参阅我们的慢病毒质粒常见问题解答

在实验室的慢病毒载体

慢病毒载体在实验室是非常受欢迎 - 在TRONO实验室的慢病毒包装和信封质粒是两个Addgene公司的大部分请求质粒的!与VSV-G包膜的慢病毒颗粒具有在宽范围的细胞类型的高感染性,所以它们是理想的用于与原代细胞或其他难以转染细胞的工作。慢病毒条形码库已经使用了类似复杂的应用世系追踪在异质性肿瘤。

慢病毒载体也通常用于制备稳定的转基因表达或敲除细胞系。许多CRISPR质粒是专为慢病毒使用,包括在2015年Addgene公司的最高要求质粒:lentiCRISPR V2,既用于靶向修饰和全基因组筛选

在门诊慢病毒载体

由于慢病毒载体可以用相对低的免疫应答提供了大量的DNA(〜8kb的)的,它应是毫不奇怪的研究人员有兴趣开发这些载体用于基因治疗。2003年,VIRxSYS开始了第一次临床试验的慢病毒载体。CD4 + T细胞从患者HIV-1是转导的慢病毒载体含针对HIV-1包膜的反义序列。如2013年,65例已用这种疗法,这降低了病毒载量,并没有引起严重的不良反应处理。慢病毒载体的临床益处已在其它疾病小试验中观察到,包括常见的造血障碍镰状细胞性贫血β-地中海贫血。慢病毒载体是有希望的药物肿瘤免疫治疗,但这一研究还处于临床前/早期临床阶段。

研究人员也在努力使慢病毒载体更安全。由于慢病毒载体整合到基因组,他们可以通过改变局部的基因表达促进肿瘤发生。自失活(SIN)慢病毒载体含有一个缺失的3’ LTR,防止异常附近的基因的活化。这些更安全的载体已成为基因治疗的标准。研究人员还开发整合缺陷型慢病毒载体对于需要的慢病毒载体的遗传大容量,但针对瞬时转基因表达是足够的应用程序。

慢病毒载体技术具有90年代以来,无论是在研究影响和安全性方面很长的路要走。许多Addgene公司的大部分请求质粒的使用与慢病毒表达系统。如果你是新来的慢病毒的世界里,你开始实验前看看我们的慢病毒载体和生物安全指南。让我们知道你在下面的评论部分使用慢病毒!


参考

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