AAV 腺相关病毒
公司活动

和元双十一•科研不缺席 | 病毒载体的选择及应用

时间:2021-10-31 热度: 分享到:


 

​病毒载体因其独特的基因传递特征和靶向特异性,常被用来作为基因递送载体或疾病研究的工具。腺相关病毒(Adeno-associated virus, AAV)载体、慢病毒(Lentivirus)载体和腺病毒载体(Adenovirus)是最常用的病毒载体。了解不同病毒载体的特点能够帮助我们更好地选择研究工具。下文比较了上述三种病毒载体的大小、成分、表达周期、免疫原性等特点差异以及它们在不同领域中的应用。

 


 

01

 

腺相关病

 

◆腺相关病毒(AAV)是微小病毒科家族的成员之一,是一类无法自主复制、无被膜的二十面体微小病毒,其直径约20-26nm,含有4.7kb左右的线状单链DNA作为基因组。由于其血清型多样、免疫原性极低、安全性高、宿主细胞范围广(对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力)、扩散能力强、体内表达基因时间长等特点,AAV被视为最有前途的基因研究和基因治疗载体之一。

 

纯化后的AAV病毒载体可以用于侵染细胞,侵染细胞时,AAV与细胞表面特异性受体结合,激活胞内信号通路,进而触发AAV通过受体介导的内吞作用进入细胞,在核内体、高尔基体等细胞器的协助下进入细胞核,随后病毒裂解,其单链DNA复制成为双链DNA后表达目的基因。
 


 

AAV是表达小基因序列的理想载体,广泛应用于体内研究中。它们通常被用于向哺乳动物的大脑及各组织脏器递送外源基因、荧光标记、钙指示剂和生理操控工具等。

 

在借助AAV载体进行体内基因传递时,病毒的注射方式、注射体积及血清型的选择都是尤为重要。借助定点注射和系统注射,AAV载体能够在大量细胞中广泛表达,AAV不同的血清型对于不同细胞亦有一定的亲嗜性,在具体研究时需注意不同血清型的选择(和元生物拥有多年AAV应用经验,欢迎咨询)

 

在体外实验中,传统观点认为AAV的效率有限,且感染细胞所需的MOI高。但近年来开发出的多种新型AAV载体为我们提供了一些新的思路,如AAV-DJ血清型的AAV对于体外培养细胞系的感染效率亦非常可观,这为广大研究者提供了新的思路。
 


 

02

 

慢病毒

 

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。
 


 

慢病毒载体具有宿主范围广,基因容量大等特点。体外应用时,慢病毒载体能够有效地感染培养的神经元、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型原代细胞和大部分细胞系。由于慢病毒的感染具有整合特性,其能够将外源基因有效地整合到宿主染色体上,因而可以达到持久性表达,从而构建稳转细胞株,用于基因的细胞功能研究。

 

体内应用时,慢病毒载体的应用不如rAAV载体应用广泛,因为其具有一定的免疫原性,且随机整合特性可能导致细胞功能基因的异常。相比较腺相关病毒,慢病毒的扩散范围较小,但其表达更快、基因容量更大(可容纳4kb),可作为大容量基因的载体。


 

03

 

腺病毒

 

腺病毒(ADV)是一种无包膜的线性双链DNA病毒,其空间结构为立体对称的20面体,衣壳由252个壳粒组成,直径在100nm左右。现已知有51种腺病毒,根据组织嗜性不同被分成ABCDEF六个不同亚群,其中C亚群的第2和第5血清型为最常见的腺病毒载体。

 

ADV的包装过程依赖于HEK-293细胞系。ADV对宿主细胞的侵染过程则是通过受体介导的内吞作用进入细胞内,基因组并不整合到宿主细胞基因组中,而是以游离状态在细胞核内表达,因而基于腺病毒载体的基因递送具有瞬时表达的特点。
 


 

腺病毒具有广泛的细胞和组织感染能力,且其携带基因片段的容量大(能达到7kb左右的容量)。体外应用时,腺病毒载体转基因效率高(接近100%的转导效率),且可转导不同类型的细胞,对于大量难转染细胞的基因递送是一个很好的工具。在体内应用时,腺病毒具有嗜肝的特点,可经尾静脉注射感染肝脏,但由于腺病毒免疫原性强,感染剧烈,故常会引起动物局部组织炎症反应和机体免疫反应,对动物体征和实验结果的客观性造成影响,因此,在利用腺病毒进行体内研究时,要考虑其使用剂量。

 

腺病毒可在短时间内快速表达,一般1-3天即可达到高峰(tips:对于快速表达,亦可以选择双链腺相关病毒—scAAV,具有高效、快速、低免疫原性的特点。另外,由于其基因容量大,这使得腺病毒在大基因片段的表达中作用重要。
 

 

图片来源:Cell Metab. 2021.doi: 10.1016/j.cmet.2021.04.006.

 

在全民双十一活动期间,和元生物特推出直播间科研产品促销活动,包含病毒产品、gRNA文库、动物模型构建、Cre鼠项目、单克隆敲除株、双萤光素酶、外泌体、单克隆敲除株等服务,折扣多多,福利满满,更有好礼相送!11月08日14:00和元直播间,科研产品巅峰盛惠,火爆开抢!

 

参加双十一系列活动,

下单立减100元

 

扫描下方二维码

报名参与活动

 

 

 

和元生物成立于2013年,是一家聚焦基因治疗领域的生物科技公司,专注于为基因治疗的基础研究提供基因治疗载体研制、基因功能研究等CRO服务;为基因治疗药物,包括重组病毒载体药物、溶瘤病毒、CAR-T细胞治疗产品等的研发提供工艺开发及测试、IND-CMC药学研究、临床样品GMP生产等CDMO服务。以“基因药·中国造”为使命,以基因治疗载体研发、生产为核心,公司不断致力于为基因治疗领域提供优质服务,加快基因治疗的基础研究、药物发现、药学研究、临床和商业化进程,真正实现基因治疗造福人类!
和元生物
和元生物
专注于为重组病毒载体产品、溶瘤病毒产品、CAR-T产品等基因治疗的先导研究和药物研发提供基因治疗载体构建、靶点及药效研究、工艺开发及测试、IND-CMC药学研究、临床I-III期及商业化GMP生产等一站式CRO/CDMO服务.
 
公众号   
一键拨号 一键导航
扫码反馈

扫一扫,反馈当前页面

咨询反馈
扫码关注

和元生物

返回顶部