對于轉(zhuǎn)染困難的細胞,科研工作者通常會選擇病毒來導(dǎo)入目的基因。目前,腺病毒、慢病毒和腺相關(guān)病毒是常用的病毒載體工具。那么如何選擇適合您實驗體系的病毒工具,請參考下面3種病毒工具的比較:
一、慢病毒--穩(wěn)定細胞系首選
優(yōu)點:
1、宿主范圍廣:慢病毒能夠有效地感染分裂細胞、非分裂細胞,特別適合于一些難轉(zhuǎn)染的細胞(如原代細胞、干細胞、不分化的細胞)和對腺病毒感染具有較強免疫反應(yīng)的細胞(如樹突狀細胞、單核細胞和間充質(zhì)干細胞)等,顯著提高目的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)效率;
2、適于構(gòu)建穩(wěn)轉(zhuǎn)株:慢病毒能將外源基因有效地整合入宿主染色體上,介導(dǎo)目的基因長期、穩(wěn)定的表達;
3、適用范圍更廣:不僅能用于體外實驗,還能用于活體動物模型,尤其是動物成瘤實驗。
缺點:有隨機插入突變風險(致癌潛在)、體內(nèi)免疫原性高于 AAV。
什么時候選慢病毒?
體外實驗:構(gòu)建穩(wěn)定過表達 / 敲低(shRNA)細胞系;藥物篩選、長期基因功能研究;干細胞 / 原代細胞基因修飾。
體內(nèi)實驗:腦局部注射、需要長期表達(免疫壓力不大);CAR-T、體外編輯后回輸( ex vivo )。
二、腺病毒--短期高效表達突擊手
優(yōu)點:
1、宿主細胞范圍廣:包括分裂細胞和非分裂細胞(某些抗腺病毒感染的淋巴瘤細胞除外);
2、感染效率高:在理想感染條件下,感染率可達100%;
3、病毒滴度高:純化、濃縮后可達10^10-11pfu/mL;
4、易于擴增:腺病毒可直接二次擴增,慢病毒和腺相關(guān)病毒需要重新包裝;
5、不整合到染色體中,無插入致突變性;
6、理化性質(zhì)穩(wěn)定:4°C:數(shù)周,-80°C:數(shù)年。
缺點:免疫原性極強;表達短暫(1–2 周);細胞毒性相對高。
什么時候選腺病毒?
體外:短期快速過表達(信號通路、蛋白功能、酶活);大片段基因、多順反子、大啟動子。
體內(nèi):疫苗載體;溶瘤病毒、腫瘤局部瞬時治療。
三、腺相關(guān)病毒(AAV):體內(nèi)基因治療黃金標準
優(yōu)點:
1、宿主范圍廣:可高效感染分裂和非分裂細胞;
2、組織特異性高:多種血清型和特異性后動子,聯(lián)合運用不同重組酶系統(tǒng),實現(xiàn)外源基因高特異性表達;
3、安全性高:ITR序列和Rep/Cap基因分別由獨立質(zhì)粒表達,未發(fā)現(xiàn)對人體致;
4、免疫原性低:重組AAV不帶有病毒功能及結(jié)構(gòu)蛋白,用于基因治療基本不引起免疫反應(yīng);
5、體內(nèi)感染效率高:體內(nèi)實驗首選。
缺點:
容量最。<4.7 kb);分裂快的細胞會逐漸丟失(不適合腫瘤 / 增殖旺盛細胞)。
什么時候選 AAV?
體內(nèi)實驗(首選):神經(jīng)、肌肉、肝、心臟、視網(wǎng)膜等非分裂 / 慢分裂組織;長期在體表達、基因治療模型。
體外:不希望整合、短期 / 中期觀察;小基因(<4.7 kb)、原代神經(jīng)元 / 心肌細胞。