我应该使用哪种病毒载体?

用于生物医学研究的常见病毒载体包括慢病毒、莫洛尼鼠白血病病毒(MMLV)、腺病毒和腺相关病毒(AAV)等,每种病毒载体都有各自的优缺点。许多因素会影响到您在实验中使用什么类型的病毒载体,关键因素包括以下几点:病毒对靶细胞是否具有组织亲和性(也就是说能否有效感染靶细胞)?细胞是分裂的还是非分裂的?您是想把目的基因瞬时转导还是稳定转导到宿主细胞基因组中?需要什么样的转导效率?是否需要特定启动子驱动靶基因表达?载体应用于细胞培养还是体内实验?宿主对病毒的免疫反应是否会影响您的实验?下表列出了选择病毒载体时应该考虑的事项:

慢病毒 MMLV逆转录病毒 腺病毒 腺相关病毒
组织亲和性 广泛 广泛 对某些细胞无效 与病毒血清型有关
是否能感染非分裂细胞?
稳定整合还是瞬转 稳定整合 稳定整合 瞬转,游离 瞬转,游离
滴度水平 中等 非常高
是否能自定义启动子
主要用途 细胞培养和动物体内 细胞培养和动物体内 动物体内 动物体内
体内免疫应答 非常低
慢病毒

慢病毒是一种逆转录病毒。一旦感染细胞,病毒的RNA基因组被逆转录成DNA,然后被永久整合到宿主基因组中,从而允许病毒载体上携带的基因长期稳定表达。慢病毒是最常用的基因传递病毒系统,因为它是一种能将基因高效永久导入哺乳动物细胞的载体。该系统对处于分裂期和非分裂期的细胞都具有广泛的亲和性(也就是说它可以感染多种类型细胞),且具有相对低的细胞毒性或免疫反应。慢病毒可以产生较高的病毒滴度(>10TU/ml),在最佳条件下,对体外培养细胞的转导效率可接近100%。虽然慢病毒主要应用于体外转导细胞培养,但它也可用于体内动物实验。

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MMLV逆转录病毒

MMLV是一种类似慢病毒的逆转录病毒,也具有广泛的亲和性并可以稳定整合到宿主基因组中,从而允许基因的稳定表达。然而,MMLV不能有效地感染非分裂细胞,并且会产生比慢病毒更显著的细胞免疫反应。此外,MMLV和类似的逆转录病毒的病毒滴度通常仅为慢病毒的约十分之一。MMLV载体的另一个主要缺点是不能自主选择用于驱动靶基因(GOI)表达的启动子,而是由病毒5’ LTR来驱动目的基因的表达。相反,慢病毒、腺病毒和AAV都允许选择自定义启动子驱动GOI表达。基于以上原因,MMLV的使用已经减少,并逐渐被慢病毒替代。然而,由于历史和某些技术原因,MMLV仍然用于一些应用,如iPS细胞。

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腺病毒

当腺病毒感染细胞时,其基因组并不整合到宿主基因组中,而是在感染细胞内保持游离状态。由腺病毒载体携带的基因表达通常是短暂的,特别是在快速分裂的细胞中。许多细胞类型(分裂的和非分裂)都可以用腺病毒转导,但某些细胞由于缺乏适当的细胞表面受体,因此不能被有效转导。腺病毒感染引起的细胞和体内免疫应答可能是显着的,并且可能干扰某些实验。腺病毒可以产生很高的病毒滴度(>1010 TU/ml),这有利于高效地转导易感性靶细胞。腺病毒主要用于体内基因传递,如基因治疗和疫苗接种。

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腺相关病毒(AAV)

AAV是另一种通常用于产生瞬时基因表达的非整合游离型病毒。与腺病毒不同,AAV具有非常低的免疫原性,在体内几乎完全是非致病性的,且在大多数情况下可以在生物安全1级(BSL1)的实验室中进行操作。AAV可以感染分裂的和非分裂的细胞。当使用VectorBuilder的AAV载体包装病毒时,可以通过使用不同的衣壳蛋白进行病毒包装能够赋予病毒不同的血清型。不同血清型的病毒具有不同的组织亲和性,因此当试图感染特定组织类型时应当注意选择合适的血清型。大多数AAV样品具有相当高的滴度,使其成为高效的基因传递系统。AAV是许多动物研究的理想病毒载体系统。

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参考文献
参考文献 主题
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