病毒载体
疫苗研发中的病毒载体技术
疫苗研发中的病毒载体技术新冠病毒的爆发让全球陷入了一场前所未有的危机当中,疫苗成为了人们最为关注的话题之一。
在这场疫情下,病毒载体技术成为了备受关注的关键疫苗研发技术。
什么是病毒载体技术?病毒载体技术,是将目标抗原基因和病毒基因组进行重组,从而将目标抗原表达在病毒表面并刺激免疫反应的一种技术手段。
具体而言,就是将病毒作为载体,将目标抗原的基因组加入病毒基因组中,经过相关工艺生产疫苗,上市后即可作为疫苗接种。
以新冠疫苗为例,当前已有的疫苗大多采用了病毒载体技术。
这些疫苗通过将新冠病毒的抗原基因进行重组,将这些基因插入到另外一个已知能够安全的病毒上,通过制备病毒疫苗刺激免疫系统应对新冠病毒而产生的保护性免疫。
病毒载体技术能够有效提升疫苗的有效性病毒载体技术在疫苗研发中,可以大大提升疫苗的有效性。
这是因为在病毒载体技术下,新冠病毒的抗原基因会由病毒本身来表达出来。
而病毒的基因组,能很好的将抗原基因与病毒结合在一起,并能够通过病毒自身的生物反应基础来制备疫苗,从而使得疫苗楹特别安全和有效。
此外,病毒载体技术还能够将多个抗原基因进行合并,以刺激更加强大的免疫系统反应,从而在疾病预防和治疗方面发挥着越来越重要的作用。
比如,在SARS的全球大范围大流行期间,首次使用了病毒载体技术,成功研发出了对SARS的冠状病毒的疫苗。
这也说明了该技术在抗击全球传染病方面的潜在应用性。
重要的生产工艺流程病毒载体技术在疫苗研发流程中,需要进行病毒重组和制备过程。
在进行病毒重组时,科学家们需要先进行核酸重组,将目标抗原基因与病毒基因进行重组,得到新的暂时性重组物。
随后,科学家们需要通过慢慢提升筛选程序,得到最终的重组病毒,这样就能够让其完美表达目标病原体的识别位点并成功制备出疫苗。
制备疫苗的过程,需要严格遵循生产流程,在一个安全的环境中,利用病毒来进行疫苗制剂的制备。
在这个过程中,制造工程师和质量保障人员需要协同合作,确保生产过程中的物质流动和工艺优化符合标准,疫苗的生产批次均匀,并且有足够的放大因素以及所需要的存储条件,以确保疫苗能够安全有效地被运输至各个角落,并能够抵抗各种外在的环境影响。
维真生物-如何阅读基因载体图谱
如何阅读基因载体图谱1、按属性分类:病毒载体和非病毒载体病毒载体是一种常见的分子生物学工具,可将遗传物质带入细胞,原理是利用病毒具有传送其基因组进入目的细胞,进行感染的分子机制。
可发生于完整活体或是细胞培养中。
可应用于基础研究、基因疗法或疫苗。
用于基因治疗和疫苗的病毒载体应具备以下基本条件:(1)携带外源基因并能包装成病毒颗粒;(2)介导外源基因的转移和表达;(3)对人体不致病;(4)在环境中不会引起增殖和传播。
非病毒载体一般是指质粒DNA。
2、按进入受体细胞的类型分类:原核载体、真核载体、穿梭载体(含原核和真核2个复制子,能在原核和真核细胞中复制,并可以在真核细胞中有效表达)。
3、按功能分类:克隆载体、表达载体克隆载体:具有克隆载体的基本元件(Ori,Ampr,MCS等),可以携带DNA片段或外源基因进入受体细胞并克隆和大量扩增DNA片段(外源基因)的载体。
表达载体:克隆载体中加入一些与表达调控(具有转录/翻译所必需的DNA顺序)有关的元件即成为表达载体。
1、复制起始位点Ori:即控制复制起始的位点。
Ori的箭头指复制方向,其他元件标注的箭头多指转录方向(正向)。
2、抗生素抗性基因:可以便于加以检测,如Amp+ ,Kan+(1)Ampr:水解β-内酰胺环,解除氨苄的毒性。
(2)tetr :可以阻止四环素进入细胞。
(3)camr:生成氯霉素羟乙酰基衍生物,使之失去毒性。
(4)neor(kanr):氨基糖苷磷酸转移酶,使G418(卡那霉素衍生物)失活。
(5)hygr:使潮霉素β失活。
3、多克隆位点:MCS克隆携带外源基因片段,它具有多个限制酶的单一切点,便于外源基因的插入。
如果在这些位点外有外源基因的插入,会导致某种标志基因的失活,便于筛选。
决定能不能放目的基因以及如何放置目的基因。
还要再看外源DNA插入片段大小。
质粒一般只能容纳小于10kb的外源DNA片段。
一般来说,外源DNA片段越长,越难插入,越不稳定,转化效率越低。
生物医学中的病毒载体技术
生物医学中的病毒载体技术在生物医学领域中,病毒载体技术被广泛应用于基因治疗、疫苗开发、基因工程和研究及诊断等方面。
病毒载体是一种携带和传递遗传物质的工具,是一种经过改造的病毒,可以将需要表达的基因载入病毒中转运到目标细胞中,实现基因的治疗和修改,是基因治疗的核心技术之一。
病毒载体技术的应用病毒载体技术在基因治疗中的应用是其最为广泛的领域。
基因治疗是一种通过向患者体内注入携带着具有治疗效果的基因或基因片段的生物材料来治疗疾病的方法。
病毒载体技术可以将需要表达的基因载入病毒中,转运到目标细胞内,并在里面释放出来,从而实现基因的治疗和修改。
病毒载体技术在疫苗开发领域中也得到了广泛的应用。
疫苗是一种预防疾病的生物制剂,病毒载体技术可以将病毒中携带有表达病原酶毒素等蛋白的基因,将其转化为病毒载体表达出来,从而促使机体产生免疫反应,对抗疾病。
病毒载体技术在基因工程和研究领域也有着广泛的应用。
科学家们可以利用病毒载体技术构建新的基因模型,从而研究基因的功能和相互作用,为科学家们深入研究基因提供了便利。
病毒载体技术在疾病诊断中也有着广泛的应用。
如HIV病毒的检测,利用了病毒载体技术将病毒中的基因片段与患者体内的血清反应,从而可以实现对HIV病毒的精确检测,辅助医生做出正确的诊断和治疗决策。
病毒载体技术的发展和优化病毒载体技术的发展可以追溯至上世纪80年代,当时科学家们利用腺病毒作为病毒载体,将外来基因载入细胞中,并在目标细胞中进行表达。
但这种方法存在诸多挑战,如感染杂质症状,免疫反应等。
随后,科学家们又利用了其他病毒载体,如腺相关病毒(AAV)、腺病毒(Adenovirus)等,并进行了大量的优化和改良,以提高其稳定性和效率,降低免疫系统的抵抗力,从而实现更有效的基因治疗和疫苗开发。
随着人类对疾病治疗、预防以及理解基因的需求不断增加,病毒载体技术也在不断地发展和优化。
一方面,科学家们对已有的病毒载体进行了改进,改善其功能,完善其性能;另一方面,科学家们寻求更适合的病毒载体,如双链RNA病毒、退病毒、负链RNA病毒等,以更好地发挥基因治疗和疫苗开发的作用。
病毒载体在基因工程中的优势与应用案例
病毒载体在基因工程中的优势与应用案例基因工程是一门通过DNA分子的重组技术来改变或者改造生物体基因结构的科学技术。
它不仅可以用于基础研究,还可以应用于医学、农业和工业领域。
在基因工程中,病毒载体作为一种重要的工具,具有许多独特的优势和广泛的应用。
本文将介绍病毒载体在基因工程中的优势,并举几个应用案例进行讨论。
病毒载体在基因工程中的优势之一是其高度选择性,可以将外源基因有效地嵌入到宿主细胞的基因组中。
病毒载体的基因组通常很小,可以携带和传递较长的DNA序列。
此外,病毒载体经过长时间的进化,已经具备了高度有效的侵染宿主细胞的能力。
利用这些特性,科学家可以使用病毒载体来将目标基因传递到特定类型的细胞中,从而实现基因工程的目的。
其次,病毒载体在插入目标基因时具有高效性。
病毒载体可以很容易地与外源基因重组,使得目标基因在宿主细胞中高效表达。
病毒侵染细胞的过程中,目标基因会被病毒载体运输并插入宿主细胞的基因组中,从而可以在细胞内产生目标蛋白。
这种高效的表达方式使得病毒载体在基因工程中得到了广泛应用。
病毒载体还具有广泛的宿主范围,可以感染多种类型的细胞。
这一特性使得病毒载体在基因工程中的应用更加灵活多样。
不同的病毒载体适用于不同类型的细胞,科学家可以根据需求选择合适的病毒载体进行基因传递。
例如,腺病毒载体可以感染多种哺乳动物细胞,而慢病毒载体则可以感染较广泛范围的细胞类型。
下面,我们将介绍两个病毒载体在基因工程中的应用案例。
第一个应用案例是利用腺病毒载体进行基因治疗。
腺病毒载体具有高度感染人体细胞的能力,被广泛应用于基因治疗领域。
基因治疗是一种将正常基因导入病人体内,以纠正遗传性基因缺陷或者改善疾病症状的方法。
例如,在严重联免疫缺陷病患者中,科学家使用腺病毒载体将正常的免疫系统基因导入患者的造血干细胞中,以恢复其免疫功能。
第二个应用案例是利用慢病毒载体进行基因敲除。
慢病毒载体具有稳定的遗传物质传递能力,被广泛应用于基因组编辑和基因敲除中。
分子生物学 总结---病毒载体
基因工程与基因治疗的比较:1、概念:基因工程是将具有价值的目的基因,装配在具有表达元件的特定载体中,导入相应的宿主如细菌、酵母或哺乳动物细胞中,在体外进行扩增,经分离、纯化后获得其表达的蛋白产物。
基因治疗是将具有治疗价值的基因,即“治疗基因”装配于带有在人体细胞中表达所必备元件的载体中,导入人体细胞,直接进行表达。
2、进行基因治疗时无需对表达产物进行分离纯化,因为人细胞本身可以完成这个过程。
3、基因工程的“目的基因”主要是可分泌蛋白,如生长因子、多肽类激素、细胞因子、可溶性受体等。
基因治疗不受以上限制,几乎所有的基因,只要其具有治疗作用,均可应用于基因治疗。
4、基因工程的操作全部在体外完成,基因治疗则必须将基因直接导入人体细胞。
途径:1、ex vivo:将含外源基因的载体在体外导入人体自身或异体(异种)细胞,这种细胞被称为基因工程化的细胞,经体外细胞扩增后输回人体。
2、in vivo:将外源基因装配于特定的真核细胞表达载体上,直接导入人体内。
基因治疗中的病毒载体应具备的条件:1、携带外源基因并能装配成病毒颗粒;2、介导外源基因的转移和表达;3、对机体没有致病力。
(使其成为复制缺陷型病毒并删除致癌基因)分类:1、重组型病毒载体:以完整的病毒基因组作为改造对象,在不改变病毒复制和包装所需的顺式作用元件的情况下,有选择性地删除病毒的某些必须基因,尤其是前早期或早期基因以控制其表达,所缺失的必需基因的功能由同时导入细胞中的外源基因表达单元提供,一般通过同源重组方法将目的基因插入到病毒基因组中。
2、无病毒基因的病毒载体:重组载体+辅助系统重组载体主要由外源基因表达盒、病毒复制和包装所必须的顺式作用元件及载体骨架组成。
辅助系统包括病毒复制和包装所必须的所有反式作用元件。
在辅助系统的作用下,重组载体以特定形式(单链或双链DNA或RNA)被包装到不含有任何病毒基因组的病毒颗粒中。
优点:载体病毒本身安全性好,容量大。
病毒载体的构建1
病毒载体实验
DNA提取 商品化病毒 载体
各种试剂
PCR扩增
扩增产物与病 毒载体结合
DNA提取 试剂盒
感染细菌、 真菌或细胞 表达成蛋白 检测(WB
PCR试剂盒 结合试剂盒
,电泳比较 大小,免疫 组化)
联接试剂盒
Smad6、7基因腺相关病毒(AAV)载体的构建及表达
1、Smad6、7基因质粒的提取和片段回收: 把含Smad6、7基因pcDNA3经电穿孔法转 入E.coli,LB培养后用质粒提取试剂盒提取质 粒。 用EcoRⅠ/BamHⅠ双酶切Smad6、7,凝 胶电泳鉴定,切胶回收试剂盒回收。
dna提取pcr扩增扩增产物与病毒载体结合感染细菌真菌或细胞表达成蛋白检测wb电泳比较大小免疫dna提取试剂盒pcr试剂盒商品化病毒载体联接试剂盒结合试剂盒各种试剂smad67基因腺相关病毒aav载体的构建及表达1smad67基因质粒的提取和片段回收
病毒载体的构建
市场部:曹磊
病毒
病毒(virus)是由一 个核酸分子(DNA 或RNA)与蛋白质 构成的非细胞形态 的营寄生生活的生 命体。不具细胞结 构,具有遗传、复 制等生命特征。
病毒载体概述
病毒载体是一种常使用于分子生物学的工具,可 将遗传物质带入细胞,原理是利用病毒具有传送其 基因组进入其他细胞,进行感染的分子机制。可发 生于完整活体或是细胞培养中。可应用于基础研究、 基因疗法或疫苗。 可供利用的病毒可分为逆转录病毒、慢病毒与腺病 毒。
病毒基因组可分为编码区和 非编码区。编码区基因产生病 毒的结构蛋白和非结构蛋白; 非编码区中含有病毒进行复制 和包装等功能所必需的顺式作 用元件。基因重组技术的发展 使病毒载体的产生成为可能。 最简单的做法是,将适当长度 的外源DNA插入病毒基因组 的非必需区,包装成重组病毒 颗粒。
三种病毒转染的异同点
三种病毒转染的异同点一、病毒表达系统简介病毒载体是指以病毒为基础的载体,也是目前最常用的基因导入方式之一.通过对病毒基因组的遗传改造,使之能够携带外源目的基因和相关的病毒元件,并被包装成病毒颗粒。
病毒进而侵染宿主,使携带的外源基因在宿主体内表达.病毒的基因组可分为编码区和非编码区.其中,编码区包含病毒的必需基因和非必需基因,可分别表达产生病毒的结构蛋白和非结构蛋白;非编码区则含有病毒复制和包装所需的全部顺式作用元件。
由于野生型病毒常常具有致病性,为了避免实验或治疗中使用的病毒恢复成野生型,必须对病毒载体进行一系列的遗传改造。
譬如删除病毒基因组的非必需区,将顺式作用元件和反式作用元件分开连接至不同的载体上,或结合利用不同种病毒的必需蛋白等,最大程度地保证实验的安全性.哺乳动物病毒表达系统常常包含一到多个载体,将所需的载体转染包装细胞后,在反式因子的作用下,病毒复制、包装所需的顺式作用元件和外源基因表达盒即可被包装,最终产生带有外源基因的病毒颗粒。
经浓缩和纯化后的病毒液即可用于侵染目标宿主细胞或动物体,实现外源目的基因在宿主体内的表达。
二、病毒表达系统的优势病毒的转导效率比常规真核表达载体高很多,因此特别适合于介导外源基因在难转染甚至无法转染的哺乳动物细胞中表达。
三、辉骏生物病毒服务简介辉骏生物的病毒产品包括慢病毒、腺病毒和逆转录病毒,服务项目包括:各类病毒载体的构建和病毒包装,以及慢病毒介导的稳定表达株建立等。
慢病毒表达系统:一种很常用的哺乳动物病毒表达系统;慢病毒感染宿主细胞时,可将携带的外源基因随机、稳定地整合入宿主细胞基因组中,实现目的基因稳定、长期的表达,非常适合于基因过表达稳定细胞株的建立和RNAi研究。
图1 慢病毒感染宿主细胞原理图腺病毒表达系统:一种很常用的哺乳动物病毒表达系统;但与慢病毒不同的是,腺病毒基因组及其携带的外源基因不会整合入宿主细胞的基因组中,而是游离于宿主基因组外独立表达,因此可实现目的基因瞬时、高丰度的表达,同时还避免了因整合而引发的潜在的基因突变和随机效应,安全性和可控性高。
基因载体名词解释
基因载体名词解释基因载体是指能够携带外源DNA进入细胞并使其复制繁殖的分子,通常是一种圆形、线性或环形的DNA分子。
基因载体在基因工程和生物技术中扮演着非常重要的角色,可以被用于DNA序列的克隆、表达和传递等方面。
下面是一些常见的基因载体名词解释:1.质粒(Plasmid)质粒是一种环形DNA分子,通常存在于细菌和酵母等微生物细胞内。
质粒可以被用作基因工程的载体,通过插入外源DNA序列来实现基因克隆和表达。
2.噬菌体(Bacteriophage)噬菌体是一种寄生于细菌细胞内的病毒,可以感染并复制繁殖在细菌细胞内。
噬菌体可以被用作基因工程的载体,通过插入外源DNA 序列来实现基因克隆和表达。
3.表达载体(Expression Vector)表达载体是一种专门用于外源基因表达的基因载体,通常包含有启动子、转录终止子、选择标记等功能元件,可以实现对外源基因的高效表达。
4.病毒载体(Viral Vector)病毒载体是一种基因载体,可以将外源基因导入宿主细胞中,并利用病毒的自身复制机制实现外源基因的表达。
病毒载体可以用于基因治疗、基因疫苗等方面。
5.贝壳素粒子(Shell Vial Particle)贝壳素粒子是一种基于病毒样颗粒(VLP)的基因载体,可以用于疫苗研究和制备。
贝壳素粒子在疫苗制备中具有很高的应用价值,可以实现对多种病原体的有效预防和控制。
6.人工染色体(Artificial Chromosome)人工染色体是一种基因载体,可以模拟自然染色体的结构和功能,用于基因治疗、基因修复等方面。
人工染色体可以携带大量的外源DNA序列,并实现稳定的遗传转移和表达。
7.负载(Payload)负载是指基因载体中携带的外源DNA序列,通常包括了目标基因、选择标记、报告基因等。
负载的设计和选择对于基因工程的成功非常关键,需要考虑到载体的适应性、表达效率、稳定性等因素。
8.选择标记(Selection Marker)选择标记是指基因载体中用于筛选转化细胞的标记基因,通常包括了抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等。
病毒载体概述培训课件
神经系统疾病的基 因治疗; 肿瘤的基因治疗。
病毒载体研究方向
1、病毒包装系统 2、无病毒基因的病毒载体 3、靶向性病毒载体 4、可调控表达的病毒载体 5、嵌合型病毒载体 6、自我扩增型病毒载体 7、条件增殖型病毒载体 8、新病毒载体
病毒载体包装系统
组成:1、宿主细胞
2、辅助元件(辅助质粒、辅助病毒)
生物学特性
适用范围
可感染分裂细胞; 整合到染色体中; 表达时间较长; 有致癌的危险; 可感染分裂和非分裂细胞; 不整合到染色体中; 外源基因表达水平高; 表达时间较短; 免疫原性强; 可感染分裂和非分裂细胞; 整合到染色体中; 无致病性;免疫原性弱; 可长期表达外源基因; 在骨骼肌、心肌、肝脏、视 网膜等组织中表达较高;
病毒载体在基因治疗中的应用
病毒载体在基因治疗中的应用引言:基因治疗作为一种新兴的医疗技术,旨在通过修复或替代患者体内缺陷基因,为治疗遗传性疾病和某些获得性疾病提供新的治疗策略。
在基因治疗中,病毒载体作为一种有效的基因传递工具,广泛应用于基因治疗的研究和临床实践中。
本文将探讨病毒载体在基因治疗中的应用,并讨论其在生物学和医疗技术领域的重要性。
一、病毒载体的选择和构建病毒载体作为基因治疗中的传递工具,需要具备一系列特性,如高效的基因传递能力、低毒性、稳定性和选择性。
常用的病毒载体包括腺病毒、逆转录病毒和腺相关病毒等。
其中,腺病毒是最常用的病毒载体之一,因其能够有效传递大片段基因,并且对宿主细胞具有较低的毒性。
逆转录病毒则常用于对细胞内基因进行修复或替代,其利用其逆转录酶将RNA转录为DNA,并将其整合到宿主基因组中。
腺相关病毒则因其对呼吸道黏膜具有亲和力,常用于治疗呼吸道相关疾病。
二、病毒载体的基因传递机制病毒载体通过特定的机制实现基因的传递。
以腺病毒为例,其传递机制主要包括侵入宿主细胞、解包装、基因表达和基因整合等步骤。
首先,病毒通过与宿主细胞表面受体结合,侵入宿主细胞。
随后,病毒的外壳蛋白被去除,释放出病毒基因组。
病毒基因组进入宿主细胞的细胞核,并被转录为mRNA。
mRNA进一步翻译为蛋白质,实现基因的表达。
最后,部分病毒载体的基因组会整合到宿主细胞的染色体中,确保基因的稳定传递。
三、病毒载体在基因治疗中的应用1. 遗传性疾病治疗:病毒载体可用于治疗遗传性疾病,如囊性纤维化、血友病等。
通过将正常的基因导入患者体内,可以修复或替代患者缺陷的基因,从而实现疾病的治疗和预防。
2. 肿瘤治疗:病毒载体在肿瘤治疗中也具有广泛的应用。
例如,通过将病毒载体导入肿瘤细胞中,可以选择性地杀死肿瘤细胞,从而实现肿瘤的治疗。
此外,病毒载体还可以用于激活免疫系统,增强对肿瘤的免疫反应。
3. 器官移植:病毒载体在器官移植中的应用也备受关注。
通过将特定基因导入器官移植体内,可以减少器官移植后的排斥反应,并提高移植器官的存活率。
病毒载体概述
病毒载体概述引言基因导入系统(gene delivery system)是基因治疗的核心技术,可分为病毒载体系统和非病毒载体系统。
本章主要论述用于人类基因治疗的病毒载体系统。
用于基因治疗的病毒载体应具备以下基本条件:1、携带外源基因并能包装成病毒颗粒;2、介导外源基因的转移和表达;3、对机体不致病。
然而,大多数野生型病毒对机体都具有致病性。
因此需要对其进行改造后才能用于人体。
原则上,各种类型的病毒都能被改造成病毒载体。
但是由于病毒的多样性及与机体复杂的依存关系,人们至今对许多病毒的生活周期、分子生物学、与疾病发生及发展的关系等的认识还很不全面,从而限制了许多病毒发展成为具有实用性的载体。
近20年来,只有少数几种病毒如反转录病毒(包括HIV病毒)、腺病毒、腺病毒伴随病毒、疱疹病毒(包括单纯疱疹病毒、痘苗病毒及EB病毒)、甲病毒等被成功地改造成为基因转移载体并开展了不同程度的应用。
第一节病毒载体产生的原理病毒载体的产生建立在对病毒的生活周期和分子生物学认识的基础之上。
研究病毒载体首先要对病毒的基因组结构和功能有充分的了解,最好能获得病毒基因组全序列信息。
病毒基因组可分为编码区和非编码区。
编码区基因产生病毒的结构蛋白和非结构蛋白;根据其对病毒感染性复制的影响,又可分为必需基因和非必需基因。
非编码区中含有病毒进行复制和包装等功能所必需的顺式作用元件。
各种野生型病毒颗粒都具有一定的包装容量,即对所包装的病毒基因组的长度有一定的限制。
一般来说,病毒包装容量不超过自身基因组大小的105~110%。
基因重组技术的发展使病毒载体的产生成为可能。
最简单的做法是,将适当长度的外源DNA插入病毒基因组的非必需区,包装成重组病毒颗粒。
比如,本实验室曾将4.5kb的lacZ基因表达盒(CMV-lacZ-polyA)插入HSV1病毒的UL44(糖蛋白C)基因的XbaI位点中,病毒基因组的其余部分不改变,构建成重组病毒HSV1-lacZ100(吴小兵等,1998)。
基因载体名词解释
基因载体名词解释基因载体是指在基因工程和基因治疗中被用来转移和携带目标基因的工具。
它具有能够在细胞间、细胞内、细胞外传递DNA的特性,且能够确保目标基因在宿主细胞内稳定、高效地表达。
基因载体主要有以下四种类型:1. 病毒载体病毒载体是一种常用于基因治疗的工具,能够有效地将外源基因传递到宿主细胞内。
病毒可以利用其天然的生物学特性将核酸迅速送入宿主细胞,并产生目标蛋白。
但是,病毒基因载体存在着安全问题,因为它们有可能引起免疫反应和细胞突变。
2. 质粒载体质粒载体是一种非病毒的基因载体,它通常被制造成环形DNA,可以携带一个或多个目标基因,然后通过转染将其引入宿主细胞。
质粒载体相对低廉,并且在制造和使用方面比较方便,因此是常用的载体之一。
3. 脂质体载体脂质体载体是指一种由合成化学物质构建而成的小囊泡,包裹着外源DNA。
它可以将内部DNA有效地运送到细胞内,并且不会引起免疫反应。
脂质体载体通常使用转染技术,是在实验室中进行基因转移和基因治疗的重要载体之一。
4. 磁性纳米粒子载体磁性纳米粒子载体是近年来非常流行的基因载体类型。
它的特点是将内部的基因载体变成磁性纳米颗粒,以便于基因转移和植入宿主细胞,并且能够准确定位细胞,从而实现靶向基因治疗。
此外,磁性纳米粒子载体经常用于分子影像学和药物导向运输。
综合来看,基因载体在基因治疗和基因工程中扮演着重要角色。
不同类型的载体对于不同的基因治疗和基因工程实验有着不同的优缺点。
因此,在选择和设计载体时,需要对实验目的、所研究的基因和宿主细胞类型等因素进行谨慎的考虑和筛选。
病毒载体应用于基因治疗
a, without adenoviral transduction; b, transduced with ZD55-MnSOD; c, transduced with ZD55-TRAIL; d, transduced with the combination of ZD55-MnSOD with ZD55-TRAIL.
腺病毒载体应用实例(2)
Her2 (human epidermalgrowth factor receptor-2):原癌基因人类表皮生长因 子受体基因, 是一种人癌细胞表面的biomarker。
DARPin
(Designed ankyrin repeat protein)
Target
Her2
其他病毒载体-巨细胞病毒载体
细
动肿
胞
子瘤
周
血
期
管Hale Waihona Puke 调内控皮
启
导
动
向
子
启
cell
双
录病
特
调毒
异
控增
性
殖
启
的
动
特
子
异
性
转
逆转录病毒(Retrovirus)结构
逆转录病毒(Retrovirus)是 RNA病毒,它有三个结构 蛋白基因: env-编码gpl20 和gp41两种包膜糖蛋白; gag-编码病毒衣壳、基质等 结构蛋白的基因;pol-编码 逆转录酶(p66/p51)、蛋白 水解酶和整合酶。
MnSOD(Manganese superoxide dismutase):is a latent tumor suppressor gene. TRAIL:Tumor necrosis factor–related apoptosis-inducing ligand genes。 ZD55-TRAIL was shown to induce the MnSOD expression in SW620 cells.
基因工程常用的三种载体
基因工程常用的三种载体载体是基因工程中常用的一种工具,用于将外源基因导入宿主细胞中并进行表达。
常见的载体有质粒、病毒和人工染色体。
本文将分别介绍这三种载体的特点、用途和优缺点。
1. 质粒:质粒是圆形、双链DNA分子,广泛应用于基因工程中。
质粒的构建相对简单,可以通过DNA重组技术来插入外源DNA 片段。
质粒通常包含由宿主细胞识别的来源于细菌或酵母的起源序列,以实现在细胞中的复制和维持。
此外,质粒上还包含选择性标记基因和表达调控元件,以便筛选和调控目标基因的表达。
质粒在基因工程中有着广泛的应用。
首先,质粒载体可以在大肠杆菌等常见细菌中表达外源基因,用于重组蛋白的产生和纯化,或进行功能研究。
此外,质粒也可以构建用于植物和动物细胞的转染,用于基因转导和基因治疗等领域的研究。
质粒的优点在于构建简单,易于操作,并且可以在多种细胞中进行表达。
然而,质粒的转染效率较低,不适合大规模基因转导。
此外,在某些细胞中,质粒的稳定性较差,易丧失外源基因。
2. 病毒:病毒是一类依赖于细胞代谢活动的生物体,可以将外源基因导入宿主细胞并进行复制和表达。
常见的基因工程病毒载体包括腺病毒、逆转录病毒和腱实病毒等。
病毒载体的主要特点是高效的基因转导能力和细胞特异性。
由于病毒依赖于细胞进行复制和表达,因此病毒载体能够实现高效转导和表达目标基因。
此外,病毒载体还可以通过选择性修饰病毒表面蛋白来实现对特定细胞的特异性转染,进一步提高基因转导效率。
病毒载体被广泛应用于基因治疗和基因敲除等研究领域。
在基因治疗中,病毒载体能够将替代基因导入患者细胞中,以治疗某些遗传性疾病。
在基因敲除中,病毒载体则可以导入携带某种特殊序列的DNA片段,进而敲除靶基因。
然而,病毒载体也存在一些限制。
首先,病毒复制过程中可能引起细胞毒性反应,对细胞造成伤害。
其次,病毒载体的构建和生产相对复杂,需要严格的无菌操作和关键的质控步骤。
3. 人工染色体:人工染色体是一种合成的染色体模拟体,可用于将大片段基因组DNA导入宿主细胞中。
病毒载体PPT课件
• 而且,这些新技术也带来新的问题,主要是由辅 助病毒污染及载体的不稳定性所引起。
• 构建载体的一个因素是需要维持载体的正常大小 才能完成有效地DNA的包装。这个问题可以通过 “填充”DNA来完成,尽管这些填充DNA片段的 性能可以影响转基因的表达。
• 已经明确E4基因的部分保留有利于宿主细胞战胜 T细胞免疫反应从而有利于病毒生存,因此改造载 体时可以保留部分E4基因。
• 外源基因的容量增加了:14kb • 外源基因的表达时间比第一代病毒载体有所延长,
但仍然不能长期持续表达。 • 宿主的免疫反应仍然是影响外源基因持久表达的
主要障碍,特别是在发生重复感染的时候这种作 用尤其明显。
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第三代重组腺病毒载体
第三代腺病毒载体的构建是将病毒的其他基因全部或接 近全部删除。这就是所谓的“空肠病毒”载体,它仅保留了 ITR和包装信号序列,因此需要辅助病毒和适当的包装细胞 用于病毒的繁殖,病毒的获得需要仔细的纯化。
生化中学习过核苷酸密码子,AAA编码 赖氨酸
AAA
lysine
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1972年Berg等在一系列的研究中发展了第一 种建立在SV40基础上的重组病毒载体,并将λ噬 菌体部分DNA片段和大肠杆菌半乳糖操纵子连接 到 SV40 DNA中。
1976年,带有λ噬菌体DNA的重组SV40载体 在猴肾体用于基因治疗有以下优点: • 转移效率较高 • 在转化的细胞中将外源基因整合到染色体上或作
为染色体外的遗传物质进行表达,两种途径可供 选择 • 有可能将外源治疗基因置于病毒调节信号的控制 下进行表达 • 能够将外源基因作为病毒微染色体的一部分,并 能进行分离
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病毒载体作为基因治疗的工具存在的问题: 尽管病毒载体介导的基因转移在临床上已经取
什么是植物病毒载体
什么是植物病毒载体
植物病毒载体是一种被植物病毒利用的工具,用于传送和复制病毒基因组。
病
毒载体通常是由病毒的部分基因组构建而成,通过基因工程技术进行改造,使其能够携带外源基因并在植物细胞内表达。
这种技术被广泛应用于转基因植物研究和植物基因功能研究。
植物病毒载体的构建一般包括选择适当的病毒种类、提取病毒RNA并进行相
应的改造,然后将外源基因插入到载体的适当位置。
通过转化植物细胞,植物病毒载体可以在感染植物后将外源基因导入植物细胞内,使其表达目标基因,从而实现基因功能的研究和植物性状的改良。
植物病毒载体在植物遗传工程领域具有重要的应用意义。
它不仅可以用于转化
多种重要的经济植物,如水稻、小麦、玉米等,还可以用于研究植物抗病性、生长发育等重要性状。
此外,植物病毒载体还可以作为病毒疫苗的载体,用于研发植物病毒病的防治措施。
总的来说,植物病毒载体是一种重要的研究工具,为了深入了解植物基因功能、培育高产、高抗性植物品种等方面的研究提供了有力的支持。
随着生物技术的不断发展,植物病毒载体技术有望在农业生产和科学研究中发挥越来越重要的作用。
病毒载体的构建和包装技术
病毒载体的构建和包装技术关键词:细胞系病毒包装质粒细胞标准物质网北京标准物质网由于野生病毒具有感染力和致病性,为实现操作方便、安全以及插入外源基因的要求,要对病毒基因组进行改造。
病毒载体的构建和包装的流程如图6-7-4所示,首先要构建病毒包装质粒,然后转染包装许可细胞系,最后收获病毒。
1.病毒载体的构建就是将外源基因导入病毒基因组的过程。
病毒载体的构建是在病毒原有的基础上,删掉一些不必需或者致病的基因,或者把病毒的结构基因分布到不同的质粒中。
(1)反转录病毒载体:慢病毒载体是目前反转录病毒载体中使用较多的病毒载体。
如图6-7-5所示由HIV病毒改造而来的慢病毒载体。
将外源基因插入到载体质粒上,HIV的结构基因gag、pol、env分布到不同的辅助质粒上。
如果将这些质粒共转染于包装细胞系中,就可以获得含有目的基因的病毒。
(2)腺病毒载体:对于腺病毒载体和痘苗病毒载体等DNA病毒,由于其基因组较大,普通的PCR、酶切等载体构建方法不易操作,而且容易产生突变。
通常采用如图6-7-5B~6-7-5D所示的基因同源重组的方法来进行外源基因的插入。
同源重组是指利用同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合的原理,将外源基因导入病毒基因组的过程。
同源重组可以依靠与病毒基因组相同的同源序列重组完成,多数情况下会利用穿梭质粒进行同源重组。
穿梭质粒上含有与病毒序列相同的同源序列,同时容易导入外源基因。
利用穿梭质粒与环形或线性的病毒基因组之间的同源重组,最终将外源基因导入病毒基因组。
2.病毒载体的包装当病毒载体已经构建成功后,就要进行病毒载体的包装。
通常利用转染包装细胞系的方法获得病毒载体。
将病毒载体质粒和包装质粒转染于包装细胞系中(如HEK293T细胞),转染48小时后即可获得相应的病毒。
有些细胞已经整合了病毒包装所需要的结构基因:env、gag、pol。
只需要将包装质粒转染到该细胞系中,就可以包装出含目的基因的病毒颗粒,这种方法能够比较简单地获得相应的病毒。
病毒载体在基因疗法中的应用
病毒载体在基因疗法中的应用基因疗法是一种新兴的医疗技术,旨在通过修复或替换患者体内存在缺陷或异常的基因来治疗疾病。
在基因疗法中,病毒载体被广泛应用于基因传递,因为病毒具有高度特异性和有效的基因转导能力。
本文将探讨病毒载体在基因疗法中的应用,并讨论其优势和挑战。
病毒载体是指被修改的病毒,用于将目标基因传递到患者体内的细胞中。
常见的病毒载体包括腺病毒、逆转录病毒和腺相关病毒。
这些病毒可以被改造成安全而有效的基因传递工具,以便将治疗性基因传递到患者的细胞中。
病毒载体在基因疗法中的应用有多个优势。
首先,病毒具有高度特异性,可以选择性地感染特定类型的细胞。
这意味着病毒载体可以将治疗性基因传递到患者需要治疗的特定组织或细胞中,从而最大限度地减少对健康细胞的影响。
其次,病毒具有高效的基因转导能力。
病毒载体可以有效地将目标基因传递到患者体内的细胞中,并确保其在细胞内稳定地表达。
这种高效的基因转导能力对于基因疗法的成功至关重要,因为只有在目标细胞中有效表达的基因才能发挥治疗效果。
此外,病毒载体还可以被精确地设计和改造。
通过对病毒的基因组进行修改,可以增强其基因转导能力、减弱其病原性,并提高其稳定性和安全性。
这种精确的改造使得病毒载体成为一种理想的基因传递工具,可以在基因疗法中被广泛应用。
然而,病毒载体在基因疗法中的应用也面临着一些挑战。
首先,对于一些疾病,特定的目标细胞可能难以选择性地感染。
这可能导致病毒载体无法将基因传递到所需的细胞中,从而降低治疗效果。
其次,病毒载体的免疫原性也是一个重要的问题。
由于患者的免疫系统会对病毒产生免疫应答,病毒载体可能会被清除或引发免疫反应,从而降低基因疗法的效果。
因此,研究人员需要寻找方法来减少病毒载体的免疫原性,并改进其在患者体内的存活能力。
此外,病毒载体的安全性也是一个需要关注的问题。
尽管病毒载体经过改造,但仍然存在一定的风险,如插入随机基因、基因表达的过度或缺乏对目标细胞的选择性。
治疗性病毒载体的构建及应用
治疗性病毒载体的构建及应用近年来,随着基因工程技术的不断发展,人们意识到了病毒载体作为基因治疗药物的重要性。
在基因治疗中,病毒载体可以承载治疗基因,将其导入人体细胞内,并在细胞内进行表达,从而达到治疗作用。
然而,作为一种前沿的技术,病毒载体的构建和应用也面临着许多挑战。
本文将探讨如何构建和应用病毒载体,以及其在治疗性病毒疾病中的应用前景。
一、病毒载体的构建自20世纪80年代起,研究人员开始利用病毒作为携带基因的载体。
病毒可以通过侵染人体细胞,将它们转化成“生产工厂”,产生大量所需的基因和蛋白质。
与其它基因载体相比,病毒载体具有体内可操作性好、高效传递、表达持久等优点,它可以用于治疗癌症、遗传性疾病和传染性疾病等方面。
目前,已发现的病毒包括许多种类,例如腺病毒、腺相关病毒、AAV、HSV-1、复制缺陷病毒、人乳头瘤病毒等等。
每种病毒都有着其自身的优点和局限性,需要根据所需选择合适的载体以保证其正确和安全的表达。
但构建病毒载体不是一项容易完成的工作,其构建还需要考虑以下几个方面:(1)生产成本:若构建载体所需好较多精细的制备技术,其生产成本也相对较高。
(2)基因慢培养问题:病毒载体侵染人体后,很多情况下需要随着细胞的增殖而不断复制,这样也会导致技术上的问题。
(3)表达效率问题:构建的载体必须携带正确的基因,并在细胞内实现高效表达,这需要诸多方面的综合考虑。
二、病毒载体的应用病毒载体的应用主要是通过侵染人体细胞,将其转化成“生产工厂”,在体内大量表达所需的基因和蛋白质,从而达到治疗效果。
目前,治疗性病毒载体的应用主要包括两种。
一种是基于病毒载体的基因治疗,包括基因替换、基因靶向治疗等。
另一种是基于病毒载体的癌症治疗,主要通过靶向治疗癌细胞或激发免疫系统。
1、基因替换基因替换是指将缺失或不正常的基因替换为正常的基因,从而达到治疗目的。
该方法最常用于遗传性疾病和某些先天性缺陷,通过病毒载体将正常基因导入人体内部,修复或代替缺失的基因,从而治疗疾病。
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基因导入系统(gene delivery system)是基因治疗的核心技术,可分为病毒载体系统和非病毒载体系统。
本章主要论述用于人类基因治疗的病毒载体系统。
用于基因治疗的病毒载体应具备以下基本条件:1、携带外源基因并能包装成病毒颗粒;2、介导外源基因的转移和表达;3、对机体不致病。
然而,大多数野生型病毒对机体都具有致病性。
因此需要对其进行改造后才能用于人体。
原则上,各种类型的病毒都能被改造成病毒载体。
但是由于病毒的多样性及与机体复杂的依存关系,人们至今对许多病毒的生活周期、分子生物学、与疾病发生及发展的关系等的认识还很不全面,从而限制了许多病毒发展成为具有实用性的载体。
近20年来,只有少数几种病毒如反转录病毒(包括HIV病毒)、腺病毒、腺病毒伴随病毒、疱疹病毒(包括单纯疱疹病毒、痘苗病毒及EB病毒)、甲病毒等被成功地改造成为基因转移载体并开展了不同程度的应用。
第一节病毒载体产生的原理病毒载体的产生建立在对病毒的生活周期和分子生物学认识的基础之上。
研究病毒载体首先要对病毒的基因组结构和功能有充分的了解,最好能获得病毒基因组全序列信息。
病毒基因组可分为编码区和非编码区。
编码区基因产生病毒的结构蛋白和非结构蛋白;根据其对病毒感染性复制的影响,又可分为必需基因和非必需基因。
非编码区中含有病毒进行复制和包装等功能所必需的顺式作用元件。
各种野生型病毒颗粒都具有一定的包装容量,即对所包装的病毒基因组的长度有一定的限制。
一般来说,病毒包装容量不超过自身基因组大小的105~110%。
基因重组技术的发展使病毒载体的产生成为可能。
最简单的做法是,将适当长度的外源DNA 插入病毒基因组的非必需区,包装成重组病毒颗粒。
比如,本实验室曾将4.5kb的lacZ基因表达盒(CMV-lacZ-polyA)插入HSV1病毒的UL44(糖蛋白C)基因的XbaI位点中,病毒基因组的其余部分不改变,构建成重组病毒HSV1-lacZ100(吴小兵等,1998)。
由于UL44基因产物对于HSV病毒在培养细胞中产毒性感染是非必需的,因此,该重组病毒可以在细胞中增殖传代。
用这种重组病毒感染细胞,能将lacZ基因带入细胞并高效表达。
用同样的方法,将AAV-2病毒的rep和cap基因片段(4.3kb)插入HSV1病毒的UL2(编码尿嘧啶DNA糖基化酶)或UL44(编码糖蛋白C)基因中,构建成具有提供重组AAV载体复制和包装所需的全部辅助功能的辅助病毒rHSV-rc(伍志坚等,1999)。
然而,这样的重组病毒作为基因转移载体有许多缺点。
首先,许多野生型病毒通过在细胞中产毒性复制而导致细胞裂解死亡;或带有病毒癌基因而使细胞发生转化。
因此必须经过改造使其成为复制缺陷性病毒并且删除致癌基因后才能用于基因治疗。
其次,插入外源DNA的长度受到很大限制,尤其对于基因组本身较小的病毒如腺病毒伴随病毒(AAV,4.7kb)、反转录病毒(8~10kb)、腺病毒(36kb),如果不去除病毒基因,可供外源DNA插入的容量就十分小。
因此,必须删除更多的病毒基因以腾出位置插入较大的外源DNA。
为了增加病毒载体插入外源DNA的容量,除了可以删除病毒的非必需基因外,还可以进一步删去部分或全部必需基因,这些必需基因的功能由辅助病毒或包装细胞系反式提供。
病毒载体大体上可分为两种类型:重组型病毒载体:这类载体是以完整的病毒基因组为改造对象。
一般的步骤是选择性地删除病毒的某些必需基因尤其是立早基因或早期基因,或控制其表达;缺失的必需基因的功能由互补细胞反式提供;用外源基因表达单位替代病毒非必需基因区;病毒复制和包装所需的顺式作用元件不变。
这类载体一般通过同源重组方法将外源基因表达单位插入病毒基因组中。
如在传统的重组腺病毒构建方法中,将外源基因表达盒(exogenous gene expression cassette)插入穿梭质粒(如pXCX2或pFGdX1)的腺病毒同源序列中,与辅助质粒(含有腺病毒基因组的质粒如JM17或pBHG)共转染293细胞,通过细胞内的同源重组获得含有外源基因的重组腺病毒(Graham FL and Prevec L1995)。
无病毒基因的病毒载体(gutless vectors):这类载体在不同的病毒载体系统中的称谓不同。
对于腺病毒,一般称为mini-Ad;在HSV载体系统,一般称为扩增子(amplicon)载体或质粒型载体。
重组AAV载体也属于无病毒基因的病毒载体。
这类载体系统往往由载体质粒和辅助系统组成。
重组载体质粒主要由外源基因表达盒、病毒复制和包装所必需的顺式作用元件及质粒骨架组成。
辅助系统包括病毒复制和包装所必需的所有反式作用元件。
在辅助系统的作用下,重组载体质粒(包含或不包含质粒骨架)以特定形式(单链或双链,DNA或RNA)被包装到病毒壳粒中,其中不含有任何病毒基因。
这类病毒载体的优点在于载体病毒本身安全性好,容量大。
缺点在于往往需要辅助病毒参与载体DNA的包装,而辅助病毒又难以同载体病毒分离开来,造成最终产品中辅助病毒污染,从而影响其应用。
实际上,无病毒基因的病毒载体可以看作是重组病毒载体的一种极端减毒情况。
表1列举了几种常见的病毒载体的顺式作用元件和经典的包装方式。
载体顺式作用元件经典包装方式反转录病毒载体1)两个长末端重复序列(LTR):含有整合和调节转录的必需序列;含有转录增强子和启动子;2)tRNA引物结合位点p;3)包装信号序列ψ。
载体质粒转染整合了所有必需基因(gag,pol,env)的包装细胞系如PA317,经选择培养获得产病毒细胞系(VPC);细胞不裂解,病毒不断分泌至培养上清中。
腺病毒载体两个末端倒转重复序列(ITR);包装信号序列。
载体质粒与辅助质粒共转染293细胞获得重组腺病毒。
重组腺病毒感染293细胞而扩增;细胞每次被感染后发生裂解。
腺病毒伴随病毒载体两个末端倒转重复序列(ITR);其中包括了病毒复制起点、包装信号及整合和拯救所必需的顺式元件。
AAV载体质粒和辅助质粒共转染293细胞,并加辅助病毒(腺病毒或单纯疱疹病毒)感染。
单纯疱疹病毒载体HSV病毒复制起点ori;病毒包装信号pac。
PTCA重组病毒在互补细胞上传代;扩增子病毒在辅助病毒存在下传代。
第二节病毒载体的包装系统将外源基因包装到病毒壳粒中,是病毒载体生产的核心技术。
一般地,病毒载体的制备包括以下要素:宿主细胞虽然现在已有可能对有些病毒载体(如AAV载体)进行体外(无细胞)包装(Zhou XH et al. 1998;Ding L et al.1997),但是这种包装系统仍然需要细胞提取物,并且包装效率相当低,远远达不到可生产水平。
至今为止,病毒载体的包装主要是在对该病毒敏感的宿主细胞中进行的。
宿主细胞不但提供了病毒复制和包装的环境条件,许多细胞成分还直接参与了病毒复制和包装的过程。
病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因的表达盒一般地,病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因的表达盒由细菌质粒携带,组成病毒载体质粒,是被包装的对象。
由于病毒复制方式的不同,有些病毒载体如单纯疱疹病毒扩增子(HSV amplicon)载体在包装时,整个载体质粒都被包装进入病毒颗粒中;而有些病毒载体如反转录病毒、腺病毒伴随病毒载体的质粒骨架部分并不被包装到病毒颗粒中,只有病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因表达盒被包装到病毒颗粒中。
构建重组型病毒载体时,病毒复制和包装所需的顺式作用元件存在于病毒基因组中(病毒基因组可以由具有感染性的病毒颗粒提供,也可以质粒形式提供)。
先将外源基因表达盒插入穿梭质粒携带的病毒同源序列中;将重组穿梭质粒转染至细胞中,再用辅助病毒超感染;或将重组穿梭质粒与病毒基因组质粒共转染细胞;重组质粒与病毒基因组在细胞中进行同源重组而产生表达外源基因的重组病毒。
重组腺病毒(Graham FL and Prevec L1995)和重组单纯疱疹病毒(Pyles RB et al.1997;Kramm CM et al.1997)的传统制备方法都是采用这种方式。
为了使病毒载体的生产更为方便,病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因的表达盒除了可以用质粒携带以外,也可以用另一种病毒(往往是辅助病毒)或生产细胞来携带。
辅助元件包括病毒复制和包装所必需的所有反式作用元件。
这些元件一般包括病毒基因转录调控基因、病毒DNA合成和包装所需的各种酶类的基因、病毒的外壳蛋白基因等。
辅助元件的表现形式可以多种多样。
常用的形式有:①辅助质粒(helper plasmid),如用于产生重组腺病毒的质粒JM17,用于重组AAV包装的辅助质粒pAAV/Ad(Rolling F and Samulski J1995)等;②辅助病毒(helper virus),如用于HSV扩增子载体包装的辅助病毒HSV1tsK株;③包装细胞系如用于反转录病毒载体包装的PA317细胞。
这些表现形式之间可以相互转化或合并。
例如,辅助病毒可以转化为辅助质粒:传统的AA V 载体生产系统常用腺病毒作为辅助病毒。
研究发现,并非腺病毒的所有基因对AAV病毒的产生都是必需的,只需要腺病毒E1a,E1b,E2a,E4和VA RNA5种基因就行了。
因此,将这5种基因置于同一个质粒中,构建成的这种新的辅助质粒就完全可以替代原来的辅助病毒(Xiao X et al.1998;Grimm D et al.1998),不但提高了包装效率,而且避免了产品中腺病毒污染的问题。
上述几种要素的不同组合,便产生了各种各样的病毒载体包装策略。
根据病毒载体生产系统的组成因素的多少,可将其分成以下几种:单组成因素生产系统(one-component system):所有的组成成分都集中在生产细胞中。
经典的反转录病毒生产系统就是由产病毒细胞(VPC)组成,重组反转录病毒由VPC细胞不断分泌至培养上清中。
这种生产系统操作最为简单,但是往往产量不高或不稳定。
采用这种策略,需要将重组病毒产生所需要的所有元件都稳定地置于生产细胞中。
由于许多病毒基因产物本身对细胞有破坏作用或不能在细胞中稳定表达,因此这种策略在许多病毒载体的生产中难以实施。
双组成因素生产系统(two-component system)这种生产系统一般由"一株病毒/一株细胞"组成。
典型的例子是重组腺病毒生产系统。
先用共转染的方法获得重组腺病毒毒种,再由该毒种和生产细胞(如293细胞)组成一个双组成因素的生产系统使病毒大量扩增。
多组成因素生产系统(multi-component system)是由两种以上的组成因素组成的生产系统。
传统的AAV载体生产系统就是由载体质粒,辅助质粒,辅助病毒和生产细胞4种因素组成。