腺病毒载体构建PPT课件
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腺病毒载体工艺平台介绍(PPT37张)
LMP2
CDC病毒病所委托 源兴承担药学研究
2019/4/11
基因药物研发中心
14
新药申报三方面研究内容 • 药学研究 • 药效研究 • 安全评价
2019/4/11
基因药物研发中心
15
药学研究主要内容 • • • • • • • 上游构建及鉴定 细胞/毒种研究及三级库建立 原液工艺研究 制剂工艺研究 检测方法及质量标准研究 稳定性研究 试制三批样品
2019/4/11
基因药物研发中心
11
管理制度 • 建立了300多个SOP、SMP等标准程 序和规章管理制度，按照GMP要求 严格规范管理。
2019/4/11
基因药物研发中心
12
研发中心工艺平台
• 研发中心工艺产业化平台是通用型腺病毒载体药 物生产工艺和质量标准研究的药学技术平台，中 试生产工艺水平达到了国内同行业先进水平，可 以在产量及质量上满足腺病毒载体药物临床前和 临床用样品制备的要求。 • 本工艺拥有自主知识产权，可作为腺病毒载体新 药研发及生产的技术基础。 • 5L细胞罐收获物经纯化后产量能达到E15VP/批， 注射液制剂工艺达到了小容量水针1万支/批的生 产能力。 • 产品纯度大于98%，比滴度大于3.3%，各项质检 结果都能达到FDA对腺病毒类生物制品的质量标 准要求。
20211122?基因药物研发中心研发中心已完成申报临床所需药学研究的品种品种代号研究单位研究时间治疗性重组hbv腺病毒疫2004年3月至2005年11月治疗性hiv腺病毒载体疫苗h302005年12月至2007年8月治疗性重组腺病毒eb病毒潜伏膜抗原疫苗lmp2cdc病毒病所委托源兴承担药学研究2007年9月至2008年10月20211122?基因药物研发中心新药申报三方面研究内容安全评价20211122?基因药物研发中心药学研究主要内容试制三批样品20211122?基因药物研发中心细胞及毒种研究毒种检定代次及遗传稳定性研究20211122?基因药物研发中心建细胞库原始细胞细胞来源于atcc主细胞库质量控制工作细胞库质量控制细胞扩增细胞扩增20211122?基因药物研发中心工作种子批病毒扩增原始种子批主种子批鉴定检病毒扩增20211122?基因药物研发中心原液工艺流程参数及技术指标sepharosefastflow分子筛层析回收率3批平均重组腺病毒种子罐收获物超滤浓缩液source30q阴离子交换柱层析层析收集液6000rpm离心20min500k膜超滤浓缩10倍细胞种子细胞罐扩增5l罐细胞培养病毒扩增
【医学ppt课件】腺病毒
亦可用直接或间接免疫荧光方法，检测临床诊断疑 为腺病毒肺炎的婴幼儿鼻咽部脱落细胞中的腺病毒抗原。
➢血清学诊断
采取患者早期和恢复期双份血清做CF试验、HI试验 及NT试验。恢复期血清抗体滴度比早期增长4倍以上有诊 断意义。其中CF试验最为疫苗和 减毒活疫苗。但因腺病毒对新生地鼠有致癌作 用，人们对于疫苗的作用难免有疑虑。最近有 人研制腺病毒衣壳亚单位疫苗，可解决疫苗的 安全性问题。
➢抵抗力
腺病毒对理化因素的抵抗力较强，耐酸并能耐 受蛋白酶及胆汁的作用。在室温中可存活10d 以上，56℃30min灭活。
➢致病性
致病性和免疫性
腺病毒经呼吸道、消化道或眼结膜侵入人体，在扁 桃体、增殖腺、肠系膜淋巴结等局部淋巴组织中增殖， 不形成病毒血症。
腺病毒主要感染儿童，大多无症状。相关的临床病 症主要是小儿急性咽炎、急性呼吸道感染和病毒性肺炎 等。 某些型别腺病毒可引起婴儿腹泻，称肠道腺病毒。 此外，还能导致其它一些临床疾病，如小儿的急性出血 性膀胱炎。
纤维状刺突 (antennal fiber,or fiber)：
纤突对哺乳类动物的细胞有毒性作用。腺 病毒具有血凝性。
共同抗原：CF 特异性抗原： NT/HI
➢培养特性：
生物学性状
人类腺病毒无敏感动物，也不能在鸡胚中生长。 但能在来源于人的多种细胞培养中增殖，引起 明显CPE：细胞肿胀变圆、集聚成葡萄串状， 并可在感染的细胞核内形成嗜碱性包涵体。
其中腺病毒肺炎是我国北方儿童的一种常见病， 1958年曾有过大流行。A组腺病毒在体外具有转化细胞的 性质，并能对新生地鼠致癌。但迄今尚未见在人体致癌 的报告。
致病性和免疫性
➢免疫性
腺病毒感染后，产生特异性抗体，对同 型病毒的感染有保护作用，免疫力持久。
➢血清学诊断
采取患者早期和恢复期双份血清做CF试验、HI试验 及NT试验。恢复期血清抗体滴度比早期增长4倍以上有诊 断意义。其中CF试验最为疫苗和 减毒活疫苗。但因腺病毒对新生地鼠有致癌作 用，人们对于疫苗的作用难免有疑虑。最近有 人研制腺病毒衣壳亚单位疫苗，可解决疫苗的 安全性问题。
➢抵抗力
腺病毒对理化因素的抵抗力较强，耐酸并能耐 受蛋白酶及胆汁的作用。在室温中可存活10d 以上，56℃30min灭活。
➢致病性
致病性和免疫性
腺病毒经呼吸道、消化道或眼结膜侵入人体，在扁 桃体、增殖腺、肠系膜淋巴结等局部淋巴组织中增殖， 不形成病毒血症。
腺病毒主要感染儿童，大多无症状。相关的临床病 症主要是小儿急性咽炎、急性呼吸道感染和病毒性肺炎 等。 某些型别腺病毒可引起婴儿腹泻，称肠道腺病毒。 此外，还能导致其它一些临床疾病，如小儿的急性出血 性膀胱炎。
纤维状刺突 (antennal fiber,or fiber)：
纤突对哺乳类动物的细胞有毒性作用。腺 病毒具有血凝性。
共同抗原：CF 特异性抗原： NT/HI
➢培养特性：
生物学性状
人类腺病毒无敏感动物，也不能在鸡胚中生长。 但能在来源于人的多种细胞培养中增殖，引起 明显CPE：细胞肿胀变圆、集聚成葡萄串状， 并可在感染的细胞核内形成嗜碱性包涵体。
其中腺病毒肺炎是我国北方儿童的一种常见病， 1958年曾有过大流行。A组腺病毒在体外具有转化细胞的 性质，并能对新生地鼠致癌。但迄今尚未见在人体致癌 的报告。
致病性和免疫性
➢免疫性
腺病毒感染后，产生特异性抗体，对同 型病毒的感染有保护作用，免疫力持久。
Get格雅 重组腺病毒理论 ppt课件
An ideal gene delivery should include:
Protecting DNA against nuclease degradation; Transporting DNA to the target cells; Facilitating transport of DNA across the plasma membrane; Promoting the import of DNA into the nucleus.
In vivo gene transfer for ocular diseases. A. An aAAV) vector is injected into the subretinal space using a surgical procedure. B. Gene transfer of RPE-65 (色素表皮细胞特异的65kDa蛋白)to the retina restored light sensitivity in patients with Leber's congenital amaurosis (LCA) (from Proc Natl Acad Sci USA 105(39):15112-7,2021. C. A similar protocol for AAV-mediated Lopsin corrected color blindness in squirrel monkeys.
DNA: large molecular weight; Sensitive to nucleases
The key problem remains gene delivery
DNA entering to cell, three major obstacles
腺病毒载体构建-文档资料
2021/4/21
3
腺病毒的基因及其功能
ITR Ψ E1a/E1b E2 E3 E4 ITR
腺病毒基因组编码数十个腺病毒的结构和功能蛋白，分为早期表达和晚 期表达。
早期表达的蛋白是功能蛋白，晚期表达的有功能蛋白也有结构蛋白，并 且早期的功能蛋白能够调控晚期蛋白的表达。
早期表达的E1区蛋白（甚至包括E2区蛋白）是腺病毒基因组复制、病毒
包装容量 改建腺病毒基因部分缺失载体的克隆容量可达10kb， 大 腺病毒基因完全缺失载体克隆容量可达37kb。
安全性好 无需整合进宿主细胞基因组中，目的基因在宿主细胞
基因组外游离状态下表达，整合突变致癌可能性小。
2021/4/21
9
几种病毒载体的区别
2021/4/21
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11
7
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8
AdEasy腺病毒载体系统
稳定 性高
腺病毒粒子相对稳定，插入外源基因的病毒基因组在 连续传代中保持不变，易于用重组DNA技术操作。
宿主范 可转入分裂后的非分裂细胞中发挥作用，可以感染处
围广
于分裂状态的细胞。
感染 性
强
可经不同途径进入不同组织(可以在肠道内繁殖，也可 以 在呼吸道内繁殖。
包装和其他蛋白表达翻译所必须的，但其对细胞毒性也是很强的。
E2蛋白涉及AdDNA复制
E3蛋白对抗宿主的抗病毒防御系统
E4蛋白调节有效的晚期基因转录
2021/4/21
4
腺病毒分类
第一代腺病毒载体：一般将E1或E3基因缺失的腺病毒载体成为一代
载体。此类型载体在未纯化时可引发机体产生较 强的炎症反应和免疫反应，纯化后可安全使用， 体内表达周期可达4周。（科研、临床应用最广 泛 ，一般常用Ad5型腺病毒）
〖医学〗重组腺病毒载体的构建
BTEB2简介
基本转录元件结合蛋白2－转录因子 功能：促进VSMC增殖和表型转化
外源性基因的制备
VSMC中提取总RNA RT－PCR得到BTEB2 cDNA 体会：从目的基因丰度高的组织或细胞
中提取。
重组穿梭质粒的构建－－将 PCR产物克隆到穿梭质粒
用BamH I 和 EcoR I 双酶切穿梭质粒 pDC315及BTEB2 cDNA
用T4连接酶将BTEB2 cDNA反向连接到 穿梭质粒 定向克隆
体会：设计引物时引入需要的酶切位点 可使基因定向克隆的程序简化
重组穿梭质粒的鉴定
酶切鉴定：用BamH I 和 EcoR I 双酶切 重组穿梭质粒pDC315ASBTET2，电泳
目的片段测序
重组腺病毒的制备
脂质体介导重组穿梭质粒和腺病毒基因组质粒 共转染293细胞
腺病毒载体的包装细胞
HEK293细胞的培养 高糖型DMEM 10%FBS（构建），10%NBS（扩增）
HEK293细胞的传代次数与腺病毒载体构 建和扩增 构建：＜20代－－构建成功的关键 扩增：无特殊要求
重组原理
重组腺病毒载体构建
以反义BTEB2腺病毒表达载体为例 介绍重组腺病毒载体的构建过程
重组腺病毒的鉴定
病变293细胞于液氮、37°C反复冻融， 离心
取上清提取重组病毒DNA 用目的片段引物和病毒基因组特征片段
引物作PCR
病毒滴度测定
24孔培养板每孔接种1×105个293细胞 培养24小时后，取病毒转染液0.2ml加
PBS至总量2ml，混匀后作10倍比稀释至 第8管，每孔加入不同稀释度的病毒液 0.2ml。 37°C 5%CO2培养1小时后，每孔补加 1.5ml培养液，继续培养36－48小时
腺病毒载体构建(共10张PPT)
腺病毒载体构建
腺病毒
•腺病毒 Adenovirus 最初由人类腺样增殖体组织培养中分离得到的，
此病毒名称也由此而来。质粒是直径约70毫微米的正二十面体，各
顶点具有突起。结构亚基总数为252个。核酸是双链DNA，分子量20— 25×106。无包膜。在被感染的细胞核中增殖，病毒蛋白在细胞质内合
成，再输送到细胞核。 •腺病毒可见于人、鸡、牛、狗、鼠、猪和猴中，并各自具有严格的 寄主特异性，不感染他种动物。对人类可引起感冒症状、呼吸系统不 适等。
大
腺病毒基因完全缺失载体克隆容量可达37kb。
安全性好 无需整合进宿主细胞基因组中，目的基因在宿主细胞 基因组外游离状态下表达，整合突变致癌可能性小。
腺病毒 是一种大分子线性双链无包膜DNA病毒。它通 过 受体介导的内吞作用进入细胞内，然后腺病毒基因组
转移至细胞核内，保持在染色体外，不整合进入宿主细胞 基因组中.
腺病毒的基因及其功能
ITR Ψ E1a/E1b E2 E3 E4 ITR
腺病毒基因组编ห้องสมุดไป่ตู้数十个腺病毒的结构和功能蛋白，分为早期表达和晚期表 达。
AdEasy腺病毒载体系统
稳定性 高
腺病毒粒子相对稳定，插入外源基因的病毒基因组在
连续传代中保持不变，易于用重组DNA技术操作。
宿主范 围广
可转入分裂后的非分裂细胞中发挥作用，可以感染处 于分裂状态的细胞。
感染性
强
可经不同途径进入不同组织(可以在肠道内繁殖，也可 以 在呼吸道内繁殖。
包装容量 改建腺病毒基因部分缺失载体的克隆容量可达10kb，
统需要一个腺病毒突变体作为辅助病毒。
腺病毒基因组编码数十个腺病毒的结构和功能蛋白，分为早期表达和晚期表达。 （科研、临床应用最广泛 E4蛋白调节有效的晚期基因转录 E3蛋白对抗宿主的抗病毒防御系统 改建腺病毒基因部分缺失载体的克隆容量可达10kb，腺病毒基因完全缺失载体克隆容量可达37kb。 （科研、临床应用最广泛 载体。 载体。 第一代腺病毒载体：一般将E1或E3基因缺失的腺病毒载体成为一代 腺病毒粒子相对稳定，插入外源基因的病毒基因组在连续传代中保持不变，易于用重组DNA技术操作。
腺病毒
•腺病毒 Adenovirus 最初由人类腺样增殖体组织培养中分离得到的，
此病毒名称也由此而来。质粒是直径约70毫微米的正二十面体，各
顶点具有突起。结构亚基总数为252个。核酸是双链DNA，分子量20— 25×106。无包膜。在被感染的细胞核中增殖，病毒蛋白在细胞质内合
成，再输送到细胞核。 •腺病毒可见于人、鸡、牛、狗、鼠、猪和猴中，并各自具有严格的 寄主特异性，不感染他种动物。对人类可引起感冒症状、呼吸系统不 适等。
大
腺病毒基因完全缺失载体克隆容量可达37kb。
安全性好 无需整合进宿主细胞基因组中，目的基因在宿主细胞 基因组外游离状态下表达，整合突变致癌可能性小。
腺病毒 是一种大分子线性双链无包膜DNA病毒。它通 过 受体介导的内吞作用进入细胞内，然后腺病毒基因组
转移至细胞核内，保持在染色体外，不整合进入宿主细胞 基因组中.
腺病毒的基因及其功能
ITR Ψ E1a/E1b E2 E3 E4 ITR
腺病毒基因组编ห้องสมุดไป่ตู้数十个腺病毒的结构和功能蛋白，分为早期表达和晚期表 达。
AdEasy腺病毒载体系统
稳定性 高
腺病毒粒子相对稳定，插入外源基因的病毒基因组在
连续传代中保持不变，易于用重组DNA技术操作。
宿主范 围广
可转入分裂后的非分裂细胞中发挥作用，可以感染处 于分裂状态的细胞。
感染性
强
可经不同途径进入不同组织(可以在肠道内繁殖，也可 以 在呼吸道内繁殖。
包装容量 改建腺病毒基因部分缺失载体的克隆容量可达10kb，
统需要一个腺病毒突变体作为辅助病毒。
腺病毒基因组编码数十个腺病毒的结构和功能蛋白，分为早期表达和晚期表达。 （科研、临床应用最广泛 E4蛋白调节有效的晚期基因转录 E3蛋白对抗宿主的抗病毒防御系统 改建腺病毒基因部分缺失载体的克隆容量可达10kb，腺病毒基因完全缺失载体克隆容量可达37kb。 （科研、临床应用最广泛 载体。 载体。 第一代腺病毒载体：一般将E1或E3基因缺失的腺病毒载体成为一代 腺病毒粒子相对稳定，插入外源基因的病毒基因组在连续传代中保持不变，易于用重组DNA技术操作。
腺病毒PPT课件
19
五、病毒感染的结果及其免疫性
所致疾病：胃肠炎与腹泻。“3岁”以上儿童。 免疫性：感染后获得中和抗体，对同型病 毒的感染有保护作用，免疫力持久。
20
21
——具有日程表的病毒
1
因该病毒最初来自腺体，故命名为腺 病毒 (Adenovirus)。
是一群分布十分广泛，能引起呼吸道、肠粘 膜上皮细胞溶解性感染；可在淋巴样和腺样细胞 中引起潜伏感染，在啮齿动物细胞中引起转化感 染。少数几种腺病毒对实验动物→致癌（12、18 型），有潜在致癌性。
2
型别多，约110个血清型，根据宿主可分鸟腺病毒 属和哺乳类腺病毒,其中至少42个血清型能引起人 类疾病。
目前，把人腺病毒的42个血清型分为A-F 6个组： A-E组：各型病毒均能在人的组织细胞 (如肾细胞) 常规培养中增殖，称为普通腺病毒； F组（40和41型）：是从粪便中发现，用常规细胞 培养不能增殖的腺病毒，称为肠道腺病毒。
在基因治疗的实验研究中常用腺病毒作为基 因载体。
3
+ 腺病毒(adenovirus, Ad)作为基因表达载体的 研制起始于20世纪60年代初，当时病毒学 家观察到腺病毒基因组可与猴类病毒40 （SV40）基因组杂交，说明腺病毒基因组 可承载异源性基因。 此后腺病毒逐步发展 成一种重要的载体系统，并成功地用于基 因治疗的体内外实验和临床试验。 目前运 用最广的腺病毒载体。是血清5型腺病毒。
病毒基因独立、高效复制 “以量取胜”
毒复制所用的引物为蛋白质引物。 可从任一末端开始
15
16
+ 3、原料（操纵蛋白和核苷酸）
腺病毒在感染宿主细胞后即产生一 种蛋白（E1A蛋白），使感染细胞从 “休息状态”进入到DNA复制周期，为 病毒复制储备原料。
五、病毒感染的结果及其免疫性
所致疾病：胃肠炎与腹泻。“3岁”以上儿童。 免疫性：感染后获得中和抗体，对同型病 毒的感染有保护作用，免疫力持久。
20
21
——具有日程表的病毒
1
因该病毒最初来自腺体，故命名为腺 病毒 (Adenovirus)。
是一群分布十分广泛，能引起呼吸道、肠粘 膜上皮细胞溶解性感染；可在淋巴样和腺样细胞 中引起潜伏感染，在啮齿动物细胞中引起转化感 染。少数几种腺病毒对实验动物→致癌（12、18 型），有潜在致癌性。
2
型别多，约110个血清型，根据宿主可分鸟腺病毒 属和哺乳类腺病毒,其中至少42个血清型能引起人 类疾病。
目前，把人腺病毒的42个血清型分为A-F 6个组： A-E组：各型病毒均能在人的组织细胞 (如肾细胞) 常规培养中增殖，称为普通腺病毒； F组（40和41型）：是从粪便中发现，用常规细胞 培养不能增殖的腺病毒，称为肠道腺病毒。
在基因治疗的实验研究中常用腺病毒作为基 因载体。
3
+ 腺病毒(adenovirus, Ad)作为基因表达载体的 研制起始于20世纪60年代初，当时病毒学 家观察到腺病毒基因组可与猴类病毒40 （SV40）基因组杂交，说明腺病毒基因组 可承载异源性基因。 此后腺病毒逐步发展 成一种重要的载体系统，并成功地用于基 因治疗的体内外实验和临床试验。 目前运 用最广的腺病毒载体。是血清5型腺病毒。
病毒基因独立、高效复制 “以量取胜”
毒复制所用的引物为蛋白质引物。 可从任一末端开始
15
16
+ 3、原料（操纵蛋白和核苷酸）
腺病毒在感染宿主细胞后即产生一 种蛋白（E1A蛋白），使感染细胞从 “休息状态”进入到DNA复制周期，为 病毒复制储备原料。
腺病毒载体的构建
腺病毒载体的构建第四章SOCS2腺病毒载体的构建 1腺病毒载体的构建由第三章结果可知，基础状态下SOCS2在脂肪细胞中的表达⽔平较低，但是GH 可以诱导SOCS2稳定⾼表达。
SOCS2⾼表达的同时，GH诱导的脂肪细胞分化因⼦和脂质代谢基因表达发⽣了变化。
为了研究SOCS2对GH调控脂肪细胞分化与脂质代谢的影响，需要通过⼀种途径实现SOCS2在脂肪细胞中持续⾼表达。
细胞导⼊外源基因是⽬前常⽤的⽅法，但是保证外源基因的⾼效表达需要合适的表达系统。
⽬前常⽤的有质粒、逆转录病毒、蔓病毒、腺病毒等外源基因表达系统。
质粒载体可以导⼊外源基因，但是质粒的转染效率很低，如何把⽬标基因导⼊靶细胞转录产物是质粒系统的最主要的问题。
逆转录病毒可以把⽬标基因整合到靶细胞基因组永久表达，但是逆转录病毒只能感染增殖期的细胞。
蔓病毒本⾝对脂肪细胞的感染率⼜⽐较低。
⽽腺病毒滴度⾼，适合外源基因⼤量表达，并且可插⼊较⼤的⽬的⽚段，对细胞类型限制较⼩，可感染⾮分裂期的细胞(V orburger SA and Hunt KK 2002)。
另外腺病毒载体系统中pAdEasy系统操作⽐较简单(Luo JY et al. 2007)。
本章克隆SOCS2基因，采⽤pAdEasy系统构建pAd-SOCS2载体，为SOCS2在脂肪细胞中⾼效表达，研究SOCS2对GH调控脂肪细胞分化与脂质代谢的影响奠定基础。
4.1材料4.1.1 样品、菌株、质粒及细胞株脂肪组织取⾃6周龄昆⽩⼩⿏，⼩⿏购⾃第四军医⼤；E.coli DH5α菌株由本实验室保存；pAdTrack-CMV和pAdEasy-1质粒，E.coli BJ5183菌株由猪脂肪沉积与肌⾁发育实验室赠送；⼈胚肾细胞株HEK293购于中国科学研究院上海细胞资源中⼼。
4.1.2 主要试剂限制性内切酶BglⅡ、XhoⅠ和蛋⽩Marker购⾃Fermentas公司；内切酶PmeI和PacI购⾃NEB公司；pMD TM18-T克隆载体、碱性磷酸酶CIPA购⾃Takara公司；穿梭质粒⼩提试剂盒购⾃Omega公司；琼脂糖凝胶回收试剂盒购⾃Bioflux公司；λ/Hin dIII Marker购⾃天根公司；OptiMem优化培养液购⾃Gibico公司；脂质体Lipofectamine TM 2000购⾃Invitrogen公司。
病毒载体PPT课件
33
• 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。
32
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
7
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
13
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
• 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。
32
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
7
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
13
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
病毒转基因技术原理 腺相关病毒ppt课件
动物等的组织中分离鉴定到的。
共鉴定了11个AAV血清型以及108个AAV变株（variants）。
通过签名PCR（signature PCR）技术，利用高度保守序列
扩增Cap基因的一小段可变区的DNA序列，以筛检是否是新
的AAV分离株，然后利用PCR技术获得新的AAV分离株的Cap
或（和）Rep基因的全长序列。在人类、非人灵长类动物、马、
转导不同组织器官的AAV最优血清型
不同血清型在吸附细胞表面能力、病毒受体、胞内交通和抗原性等方面具有明
显的区别，以及针对不同组织和细胞的转导效率不一致，体现出不同的组织极
性（tissue tropisms）
精品ppt
5
病毒结构
AAV-2 20–30 nm，基因组为线性、单链的DNA分子。正链和负链的 单链DNA分子，以同等效率包装在病毒体衣壳中。基因组全长4679个 核苷酸。 基因组包括两个ORF，三个启动子（启动子以在基因组中处的作图位 置标示，分别为p5、p19和p40启动子），以及两末端为145个核苷酸的 反向末端重复序列（inverted terminal repeat，ITR）
精品ppt
13
溶原性阶段（lysogenic stage）
染色体q13.4的AAVS1位点中最少 33bp的序列，包含由8个核苷酸分开的 RBE样和 TRS样序列，对AAV的靶向整合是必须而且充分的条件。位点特 异性的整合过程即使是在Rep78和 Rep68蛋白理想表达的条件下，未必是 完全是位点特异的，大约40-70%的整合发生在AAVS1位点
精品ppt
8
右端的ORF（Cap基因）
由P40启动子指导转录，产生两个转录物，可编码三个病毒衣壳蛋白， 即VP1，VP2和VP3。 这些衣壳蛋白利用共同的ORF ，但转录起始位置不一致。 一般而言，VP1、VP2和VP3的分子比是1：1：8/10。 构成这些病毒体的衣壳蛋白的比例的差异，最有可能会影响病毒的感染 性，尤其是VP1含量低的情况下。缺乏VP1的病毒体没有感染性。
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•腺病毒可见于人、鸡、牛、狗、鼠、猪和猴中，并各自具 有严格的寄主特异性，不感染他种动物。对人类可引起感冒 症状、呼吸系统不适等。
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腺病毒 是一种大分子线性双链无包膜DNA病毒。它 通过 受体介导的内吞作用进入细胞内，然后腺病 毒基因组转移至细胞核内，保持在染色体外，不整 合进入宿主细胞基因组中.
重组腺病毒的构建
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1
腺病毒
•腺病毒 Adenovirus 最初由人类腺样增殖体组织培养中分 离得到的，此病毒名称也由此而来。质粒是直径约70毫微米 的正二十面体，各顶点具有突起。结构亚基总数为252个。 核酸是双链DNA，分子量20—25×106。无包膜。在被感染的细 胞核中增殖，病毒蛋白在细胞质内合成，再输送到细胞核。
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5
腺病毒载体大多以5型（Ad5）、2型（Ad2）为基础
重组系统由2种质粒
构成：一、包含全
部（或右侧大部分）
腺病毒基因组DNA
的大质粒，即骨架
质粒
.
6
二、小的穿梭质粒，其带有
目的基因的表达盒以及表达
盒两侧的与大质粒上的目的
基因拟插入部位同源序列
（左右臂）
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7
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8
AdEasy腺病毒载体系统
稳定 性高
第二代腺病毒载体：一般将E2A或E4基因缺失的腺病毒载体成为二代
载体。产生的免疫反应较弱，其安全性和载体容 量有所改进，但病毒包装难度和出毒滴度下降厉 害，应用局限。
第三代腺病毒载体：缺失了全部的（无病毒载体等）或大部分腺病毒
基因，仅保留ITR和包装信号序列。这一载体系 统需要一个腺病毒突变体作为辅助病毒。
腺病毒粒子相对稳定，插入外源基因的病毒基因组在 连续传代中保持不变，易于用重组DNA技术操作。
宿主范 可转入分裂后的非分裂细胞中发挥作用，可以感染处
围广
于分裂状态的细胞。
感染性 强
可经不同途径进入不同组织(可以在肠道内繁殖，也可 以 在呼吸道内繁殖。
包装容量 改建腺病毒基因部分缺失载体的克隆容量可达10kb， 大 腺病毒基因完全缺失载体克隆容量可达37kb。
包装和其他蛋白表达翻译所必须的，但其对细胞毒性也是很强的。
E2蛋白涉及AdDNA复制
E3蛋白对抗宿主的抗病毒防御系统
E4蛋白调节有效的晚期基因转录
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4
腺病毒分类
第一代腺病毒载体：一般将E1或E3基因缺失的腺病毒载体成为一代
载体。此类型载体在未纯化时可引发机体产生较 强的炎症反应和免疫反应，纯化后可安全使用， 体内表达周期可达4周。（科研、临床应用最广泛 ，一般常用Ad5型腺病毒）
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3
腺病毒的基因及其功能
ITR Ψ E1a/E1b E2 E3 E4 ITR
腺病毒基因组编码数十个腺病毒的结构和功能蛋白，分为早期表达和晚 期表达。
早期表达的蛋白是功能蛋白，晚期表达的有功能蛋白也有结构蛋白，并 且早期的功能蛋白能够调控晚期蛋白的表达。
早期表达的E1区蛋白（甚至包括E2区蛋白）是腺病毒基因组复制、病毒
安全性好 无需整合进宿主细胞基因组中，目的基因在宿主细胞
基因组外游离状态下表达，. 整合突变致癌可能性小。
9
几种病毒载体的区别
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Hale Waihona Puke
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腺病毒 是一种大分子线性双链无包膜DNA病毒。它 通过 受体介导的内吞作用进入细胞内，然后腺病 毒基因组转移至细胞核内，保持在染色体外，不整 合进入宿主细胞基因组中.
重组腺病毒的构建
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腺病毒
•腺病毒 Adenovirus 最初由人类腺样增殖体组织培养中分 离得到的，此病毒名称也由此而来。质粒是直径约70毫微米 的正二十面体，各顶点具有突起。结构亚基总数为252个。 核酸是双链DNA，分子量20—25×106。无包膜。在被感染的细 胞核中增殖，病毒蛋白在细胞质内合成，再输送到细胞核。
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腺病毒载体大多以5型（Ad5）、2型（Ad2）为基础
重组系统由2种质粒
构成：一、包含全
部（或右侧大部分）
腺病毒基因组DNA
的大质粒，即骨架
质粒
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二、小的穿梭质粒，其带有
目的基因的表达盒以及表达
盒两侧的与大质粒上的目的
基因拟插入部位同源序列
（左右臂）
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AdEasy腺病毒载体系统
稳定 性高
第二代腺病毒载体：一般将E2A或E4基因缺失的腺病毒载体成为二代
载体。产生的免疫反应较弱，其安全性和载体容 量有所改进，但病毒包装难度和出毒滴度下降厉 害，应用局限。
第三代腺病毒载体：缺失了全部的（无病毒载体等）或大部分腺病毒
基因，仅保留ITR和包装信号序列。这一载体系 统需要一个腺病毒突变体作为辅助病毒。
腺病毒粒子相对稳定，插入外源基因的病毒基因组在 连续传代中保持不变，易于用重组DNA技术操作。
宿主范 可转入分裂后的非分裂细胞中发挥作用，可以感染处
围广
于分裂状态的细胞。
感染性 强
可经不同途径进入不同组织(可以在肠道内繁殖，也可 以 在呼吸道内繁殖。
包装容量 改建腺病毒基因部分缺失载体的克隆容量可达10kb， 大 腺病毒基因完全缺失载体克隆容量可达37kb。
包装和其他蛋白表达翻译所必须的，但其对细胞毒性也是很强的。
E2蛋白涉及AdDNA复制
E3蛋白对抗宿主的抗病毒防御系统
E4蛋白调节有效的晚期基因转录
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腺病毒分类
第一代腺病毒载体：一般将E1或E3基因缺失的腺病毒载体成为一代
载体。此类型载体在未纯化时可引发机体产生较 强的炎症反应和免疫反应，纯化后可安全使用， 体内表达周期可达4周。（科研、临床应用最广泛 ，一般常用Ad5型腺病毒）
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腺病毒的基因及其功能
ITR Ψ E1a/E1b E2 E3 E4 ITR
腺病毒基因组编码数十个腺病毒的结构和功能蛋白，分为早期表达和晚 期表达。
早期表达的蛋白是功能蛋白，晚期表达的有功能蛋白也有结构蛋白，并 且早期的功能蛋白能够调控晚期蛋白的表达。
早期表达的E1区蛋白（甚至包括E2区蛋白）是腺病毒基因组复制、病毒
安全性好 无需整合进宿主细胞基因组中，目的基因在宿主细胞
基因组外游离状态下表达，. 整合突变致癌可能性小。
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几种病毒载体的区别
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Hale Waihona Puke