嵌合病毒載體
腺相關(guān)病毒(Adeno-associated virus,AAV)無論在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中均被廣泛應(yīng)用于基因轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。AAV可以感染大量種類的哺乳動物細(xì)胞,在人體內(nèi)只產(chǎn)生極低的免疫原性,這些特點(diǎn)使重組AAV成為當(dāng)今應(yīng)用于基因治療的高效病毒載體。在基因治療的臨床前和臨床階段的研究中,可通過Baculovirus-AAV嵌合病毒載體高效且大規(guī)模生產(chǎn)重組AAV以符合劑量和安全性要求。
利用桿狀病毒(Baculovirus)生產(chǎn)重組AAV需要將兩種桿狀病毒共轉(zhuǎn)導(dǎo)昆蟲Sf9細(xì)胞。第一種桿狀病毒表達(dá)位于兩個(gè)AAV ITR元件之間的目的基因,第二個(gè)桿狀病毒表達(dá)AAV rep和cap基因。為制備兩種桿狀病毒,每種桿狀病毒的表達(dá)框均被克隆至一個(gè)桿狀病毒轉(zhuǎn)移質(zhì)粒。該質(zhì)粒的整個(gè)表達(dá)框與慶大霉素(Gentamycin)抗性基因位于質(zhì)粒上的兩個(gè)Tn7轉(zhuǎn)座子末端序列之間(Tn7L和Tn7R)。該質(zhì)粒被轉(zhuǎn)化至帶有桿粒(Bacmid)和輔助載體的大腸桿菌。桿??梢员豢醋饕粋€(gè)特別巨大的質(zhì)粒,包含了修飾過后的桿狀病毒基因組序列。該序列上帶有l(wèi)acZ基因以及位于該基因內(nèi)部的attTn7位點(diǎn)。因此轉(zhuǎn)移質(zhì)粒上兩個(gè)Tn7之間的序列通過Tn7轉(zhuǎn)座酶與桿粒重組后將插入lacZ基因,隨后通過慶大霉素抗性篩選和藍(lán)白篩選即可獲得重組成功的大腸桿菌。從大腸桿菌提取的桿粒純化后用于轉(zhuǎn)染昆蟲Sf9細(xì)胞。
使用AAV轉(zhuǎn)導(dǎo)宿主細(xì)胞時(shí),兩個(gè)ITR之間的外源DNA及病毒基因組一同進(jìn)入細(xì)胞,線性雙鏈DNA基因組以游離體DNA的形式存在于細(xì)胞核中。在分裂細(xì)胞中,由于游離體DNA不跟隨細(xì)胞復(fù)制,AAV基因組將隨著細(xì)胞分裂逐漸丟失,因此在整體細(xì)胞中被稀釋。重組AAV的DNA隨機(jī)整合宿主基因組的現(xiàn)象是非常罕見的,這對于需要考慮外源DNA插入宿主基因組引發(fā)致癌風(fēng)險(xiǎn)的基因治療來說是相當(dāng)適用的特點(diǎn)。
AAV的另一個(gè)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)在于,在大多數(shù)情況下,可以在生物安全1級(BSL1)設(shè)施中完成操作。重組AAV是復(fù)制缺陷型的,不會引起炎癥反應(yīng)和引發(fā)人類疾病。
人們已從自然界中鑒定出許多AAV病毒株,根據(jù)病毒表面衣殼蛋白的不同抗原將它們分成不同的血清型。不同血清型的病毒具有不同的組織嗜性(即感染組織特異性)。