慢病毒载体构建技术原理

 慢病毒载体(Lentivirus)是一类改造自人免疫缺陷病毒(HIV)的病毒载体,是逆转录病毒的一种,基因组是RNA,其毒性基因已经被剔除并被外源性目的基因所取代,属于假型病毒。可利用逆转录酶将外源基因整合到基因组中实现稳定表达,具有感染分裂期与非分裂期细胞的特性。

  慢病毒基因组进入细胞后,在细胞浆中反转录为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转录成mRNA,回到细胞浆中,表达目的蛋白;或产生小RNA。慢病毒介导的基因表达或小RNA干扰作用持续且稳定,并随细胞基因组的分裂而分裂(图1)。

  图1 慢病毒包装和侵染细胞的过程

  慢病毒载体具有宿主范围广,免疫原性低,基因容量大,可以长期表达等特点。能够有效地感染培养的肿瘤细胞、肝细胞、心肌细胞、神经元、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞。

  慢病毒的感染具有整合特性,能够将外源基因有效地整合到宿主染色体上,达到持久性表达,因而可构建稳转细胞株,用于基因的细胞功能研究。使用慢病毒载体改造T细胞可用于CAR-T细胞治疗,CRISPR/Cas9文库构建使用的也是慢病毒载体。

慢病毒包装与纯化

  慢病毒包装采用三质粒或四质粒系统进行包装,收集细胞培养上清,通过超速离心浓缩纯化和收集病毒。

慢病毒滴度检测

  检测方法:定量PCR检测干扰后细胞基因组中外源DNA拷贝数

  实验原理:慢病毒介导外源基因以逆转录方式整合进目的细胞基因组

慢病毒载体优势

① 表达时间长:慢病毒可将外源基因整合到宿主细胞基因组上,实现基因长时间稳定的表达,不随细胞分裂传代而丢失,是细胞实验的首选,常用于构建稳转株。
② 安全性高:未发现致病性,慢病毒载体改造T细胞用于CAR-T细胞治疗。
③ 免疫原性低:直接注射活体组织不易造成免疫反应,适用于动物实验。

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