慢病毒(Lentivirus)載體是以HIV-1(人類免疫缺陷I型病毒)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的基因治療載體。區(qū)別一般的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,它對(duì)分裂細(xì)胞和非分裂細(xì)胞均具有感染能力。
慢病毒載體的研究發(fā)展得很快,研究的也非常深入。該載體可以將外源基因有效地整合到宿主染色體上,從而達(dá)到持久性表達(dá)。在感染能力方面可有效地感染神經(jīng)元細(xì)胞、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、干細(xì)胞等多種類型的細(xì)胞,從而達(dá)到良好的的基因治療效果,在美國(guó)已經(jīng)開展了臨床研究,效果非常理想,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
來源:百度百科
一、應(yīng)用
慢病毒載體的研究發(fā)展得很快,研究的也非常深入。該載體可以將外源基因有效地整合到宿主染色體上,從而達(dá)到持久性表達(dá)。在感染能力方面可有效地感染神經(jīng)元細(xì)胞、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、干細(xì)胞等多種類型的細(xì)胞,從而達(dá)到良好的的基因治療效果,在美國(guó)已經(jīng)開展了臨床研究,效果非常理想,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
慢病毒也被廣泛地應(yīng)用于表達(dá)RNAi的研究中。由于有些類型細(xì)胞脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染效果差,轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)的siRNA半衰期短,體外合成siRNA對(duì)基因表達(dá)的抑制作用通常是短暫的,因而使其應(yīng)用受到較大的限制。采用事先在體外構(gòu)建能夠表達(dá)siRNA的載體,然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄siRNA的策略,不但使脂質(zhì)體有效轉(zhuǎn)染的細(xì)胞種類增加,而且對(duì)基因表達(dá)抑制效果也不遜色于體外合成siRNA,在長(zhǎng)期穩(wěn)定表達(dá)載體的細(xì)胞中,甚至可以發(fā)揮長(zhǎng)期阻斷基因表達(dá)的作用。
來源:百度百科
1.載體
慢病毒載體(Lentiviral vector)較逆轉(zhuǎn)錄病毒載體有更廣的宿主范圍,慢病毒能夠有效感染非周期性和有絲分裂后的細(xì)胞。慢病毒載體能夠產(chǎn)生表達(dá)shRNA的高滴度的慢病毒,在周期性和非周期性細(xì)胞、干細(xì)胞、受精卵以及分化的后代細(xì)胞中表達(dá)shRNA,實(shí)現(xiàn)在多種類型的細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因小鼠中特異而穩(wěn)定的基因表達(dá)的功能性沉默,為在原代的人和動(dòng)物細(xì)胞組織中快速而高效地研究基因功能,以及產(chǎn)生特定基因表達(dá)降低的動(dòng)物提供了可能性。慢病毒作為siRNA的攜帶者,不但具備特異性地使基因表達(dá)沉默的能力,而且充分發(fā)揮了慢病毒載體自身所具備的優(yōu)勢(shì),為基因功能的研究提供了更強(qiáng)有力的工具。
慢病毒載體可以將外源基因或外源的shRNA有效地整合到宿主染色體上,從而達(dá)到持久性表達(dá)目的序列的效果。對(duì)于一些較難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞, 如原代細(xì)胞、干細(xì)胞、不分化的細(xì)胞等,使用慢病毒載體,能大大提高目的基因或目的shRNA的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率,且目的基因或目的shRNA整合到宿主細(xì)胞基因組的幾率大大增加,能夠比較方便快捷地實(shí)現(xiàn)目的基因或目的shRNA的長(zhǎng)期、穩(wěn)定表達(dá)。
2.表達(dá)載體
慢病毒表達(dá)載體,即通常所說的穿梭載體,包含了包裝、轉(zhuǎn)染、穩(wěn)定整合所需要的遺傳信息。慢病毒包裝質(zhì)??商峁┧械霓D(zhuǎn)錄并包裝RNA 到重組的假病毒載體所需要的所有輔助蛋白。為產(chǎn)生高滴度的病毒顆粒,需要利用表達(dá)載體和包裝質(zhì)粒同時(shí)共轉(zhuǎn)染細(xì)胞,在細(xì)胞中進(jìn)行病毒的包裝,包裝好的假病毒顆粒分泌到細(xì)胞外的培養(yǎng)基中,離心取得上清液后,可以直接用于宿主細(xì)胞的感染,目的基因進(jìn)入到宿主細(xì)胞之后,經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄,整合到基因組,從而高水平的表達(dá)效應(yīng)分子。
二、目的與意義
1.對(duì)于一些較難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞,如原代細(xì)胞、干細(xì)胞、不分化的細(xì)胞等,能大大提高目的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)效率,而且目的基因整合到宿主細(xì)胞基因組的幾率大大增加,這就為RNAi,cDNA 克隆以及報(bào)告基因的研究提供了一個(gè)有利的途徑。
2.進(jìn)行穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株的篩選。
3.為活體動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)提供高質(zhì)量的包含目的基因的病毒液
三、特征比較
常用的病毒載體有腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒載體只能感染分裂期細(xì)胞,而且容量有限,腺病毒一般不能整合到染色體上,只能進(jìn)行瞬時(shí)感染。與其它逆轉(zhuǎn)錄病毒相比,慢病毒(LV)具有可以感染非分裂期細(xì)胞、容納外源性基因片段大,可以長(zhǎng)期表達(dá)等顯著優(yōu)點(diǎn)。慢病毒不產(chǎn)生任何有效的細(xì)胞免疫應(yīng)答,可作為一種體外基因運(yùn)輸?shù)墓ぞ?。慢病毒載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因表達(dá)能持續(xù)數(shù)月,且無可觀察到的病理學(xué)現(xiàn)象。
慢病毒包裝系統(tǒng)一般由慢病毒表達(dá)載體和慢病毒包裝載體組成。
而慢病毒包裝質(zhì)??商峁┧械霓D(zhuǎn)錄并包裝RNA到重組的假病毒載體所需要的所有輔助蛋白。為產(chǎn)生高滴度的病毒顆粒,需要利用表達(dá)載體和包裝質(zhì)粒同時(shí)共轉(zhuǎn)染細(xì)胞,在細(xì)胞中進(jìn)行病毒的包裝,包裝好的假病毒顆粒分泌到細(xì)胞外的培養(yǎng)基中,離心取得上清液后,可以直接用于宿主細(xì)胞的感染。
慢病毒包裝系統(tǒng)一般都是三質(zhì)?;蛩馁|(zhì)粒包裝系統(tǒng)。其中四質(zhì)粒系統(tǒng)比三質(zhì)粒系統(tǒng)在生物安全性上更好一些,所以應(yīng)用較多。
四、相關(guān)實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
對(duì)于一些按常規(guī)方法難以轉(zhuǎn)染甚至無法轉(zhuǎn)染的細(xì)胞,通過病毒介導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼蟠筇岣呋虻霓D(zhuǎn)導(dǎo)效率,以達(dá)到目的基因的高效瞬時(shí)表達(dá)。
2.實(shí)驗(yàn)流程
根據(jù)目的基因相關(guān)信息(序列,序列號(hào)等),構(gòu)建含有外源基因或siRNA的重組載體;
對(duì)于測(cè)序正確的重組質(zhì)粒,提取和純化高質(zhì)量的不含內(nèi)毒素的重組質(zhì)粒;
使用高效重組載體和病毒包裝質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染293T 細(xì)胞,進(jìn)行病毒包裝和生產(chǎn),收集病毒液;
濃縮、純化病毒液;
用高質(zhì)量的病毒液感染細(xì)胞;
通過定量PCR精確測(cè)定病毒滴度(高精確滴定方法)和Western 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果;
用高質(zhì)量的病毒液感染宿主細(xì)胞;檢測(cè)基因功能或者siRNA的沉默效率以及使用藥物進(jìn)行穩(wěn)定轉(zhuǎn)染細(xì)胞株的篩選,通常狀況下,篩選的細(xì)胞克隆株具有長(zhǎng)期的表達(dá)穩(wěn)定性。病毒液足夠用于一般的動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)。