腺相关病毒(AAVs)是一种复制缺陷型细小病毒,其生产性感染需要腺病毒或疱疹病毒的辅助。本文介绍了AAV无辅助病毒系统以及腺相关病毒用于基因传递和表达的优势。
AAV无辅助病毒系统简介
AAV无辅助病毒系统(AAVHelper-FreeSystem)可以生产出无需辅助病毒的重组人血清型2型腺相关病毒(AAV-2)。 AAV HELPER- FREE SYSTEM利用已经明确用于调节AAV复制和表达的腺病毒基因产物,并且这些基因产物能通过转染引进宿主细胞。在AAVHELPER-FREESYSTEM中,生产具有感染性的AAV病毒颗粒所需的腺病毒基因产物(例如:E2A,E4和VARNA基因)大部分由和人AAV-2载体DNA共转染进细胞的pHelper质粒提供,其余的腺病毒基因产物由稳定表达腺病毒E1基因的AAV-293宿主细胞提供。本系统包括通过改良HEK293腺相关病毒生产能力而衍生出的AAV-293细胞。通过消除对活的辅助病毒的需求,AAVHelperFreeSystem提供-一个更安全、更纯净和更便利的替代逆转录病毒和腺病毒的基因传递系统。
AAV与传统基因传递系统的不同
在传统的基因传递系统中,有一个很大的顾虑是通过重组而恢复病毒野生型。在本系统中,包含AAV-2末端重复序列的质粒(pAAV-MCS,pAAV-LacZ和pAAV-hrGFP以及pAAV-IRES-hrGFP)与包含rep/cap基因的质粒(pAAV-RC)没有任何共同区域,从而阻止通过重组来产生野生型AAV-2。为了确保这种无共同区域的保持,只用本系统提供的组件是非常重要的。特殊情况下,只能用pAAV-RC作为rep和cap基因的来源和包含)ITR的载体进行共转染。
在AAV载体生产和AAV储存液滴度测定步骤中,AAV Helper-Free System都消除了对野生型腺病毒进行共感染的需求,使本系统成为彻底的无辅助病毒系统。而传统的AAV载体滴度测定时,需要野生型腺病毒和AAV载体储存液进行共感染。由于细胞类型的不同,进行滴度测定时用腺病毒进行共转染的最佳MOI值也是不同的,通常需要进行优化,这就导致了共转染进行滴度测定的方法变得复杂。在AAV Helper-Free System中独创了一个新颖的无腺病毒滴度测定方法,去除了对腺病毒进行共感染的需求,而且得出同腺病毒共感染方法相同的结果。
腺相关病毒用于基因传递和表达的优势
①较高的生物安全级别。AAV-2 是天然缺陷型病毒(生产性感染依赖于几个额外的反式因子),并且目前还没有发现它和任何的人类疾病有关联。在AAV Helper-Free System中,AAV-2反向重复(ITR)序列和rep/cap基因分别位于缺少共同序列的单独的质粒上,以阻止生产出重组野生型病毒。这样的特征赋予了作为病毒来源的基因传递和表达系统的AAVHelperFreeSystem--个较高的生物安全级别。
②宿主细胞范围广。腺相关病毒可以感染广泛的哺乳动物细胞,并且已成功应用于人类和非人类蛋白质的表达。和其他病毒来源的各种载体相比,已证明用于具有免疫活性细胞的基因表达时,腺相关病毒载体的效果更好。
③高滴度。按照此手册重组AAV-2,可以生产出≥107病毒颗粒/mL的高滴度病毒。
④宿主细胞活跃的分裂不是感染的必要条件。重组腺相关病毒能感染分裂期和非分裂期细胞。
⑤表达出的人类蛋白质可以正确的折叠和修饰。因为AAVHelper-FreeSystem可以传递基因进人宿主人类细胞系,所以利用此系统表达的人类蛋白质可以正确地进行翻译后的修饰和折叠。
⑥长期的基因表达潜能。重组AAV-2能保存于人类宿主细胞中,保持长期的基因转录潜能。在所有的细胞群中,病毒基因组通常存在于染色体上,一般形成串联体。这些串联体在缓慢分裂或非分裂细胞内稳定存在,在细胞群内长期进行基因转录和表达。然而,在处于高速分裂的细胞群内,则会丢失染色体上的AAV基因组。病毒能整合进宿主基因组,导致基因在分裂期细胞内长期表达,但是这是稀有事件。如果使用极高感染复数(MOI)的AAV进行感染或细胞被感染过野生型腺病毒并表达腺病毒复制酶,则整合发生的可能性会增加。然而,使用野生型腺病毒来增加整合事件会降低AAV系统的生物安全性。
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