VectorBuilder独有的MiniVec™质粒提供了一种微型载体骨架，能够赋予基因医学、疫苗制剂以及食品技术等相关领域的应用更为卓越的效力、安全性与可生产性。相较于传统质粒，MiniVec™质粒不仅可带来更高的质粒生产产量以及转基因表达水平，还可提升多种应用场景，如病毒包装、CRISPR基因编辑、转座子递送等下的实验表现及其安全性。MiniVec™质粒骨架支持无抗生素、无培养基添加剂的克隆筛选方式，并且可被应用于多种类型的表达系统，包括慢病毒、AAV、体外转录（IVT）、非病毒常规质粒以及转座子系统等。
MiniVec™质粒仅可在专门的MiniHost™细菌宿主菌株中发挥作用。这种经过工程改造的E. coli 菌株包含一个位于SeqA序列下游的生长抑制因子基因，以及一个编码解毒蛋白的基因。在培养基中添加特定的添加剂可诱导该解读蛋白的表达，从而中和生长抑制因子的并以此促使细胞增殖。
图1 使用MiniVec™骨架进行克隆筛选的机制
当从培养体系中移除诱导添加剂并将MiniVec™质粒转化至MiniHost™细胞后，一个由MiniVec™质粒所携带的SeqB基因将转录产生一种与生长抑制因子转录本SeqA区域互补配对的小非编码RNA。该小非编码RNA通过抑制生长抑制因子的翻译过程以促进细胞增殖。因此，只有成功转化的宿主细胞才能大量增殖，从而产生高拷贝数的MiniVec™质粒。这项技术彻底消除了生产过程中对抗生素和添加剂的依赖，不仅大幅简化了大规模发酵和生产的可扩展性，还可显著提升终端药物或食品产品的安全性。
无论在实验室还是工业规模的发酵条件下，与传统质粒相比，MiniVec™在所有经测试的基因递送系统中均显著改善了质粒制备或质粒生产的产量。这种显著的提升效果可归因于几个关键机制，其中包括偏好携带高拷贝质粒宿主菌的发酵过程、更高效的质粒复制以及更低的代谢负担。
图2. 与传统质粒相比，MiniVec™的质粒产量更高。使用不同表达系统的传统质粒或MiniVec™质粒以同等条件转化，分别测定由（A）实验室规模（200 ml）和（B）工业规模（2.7 L）下E. coli 培养物发酵所得的质粒产量。
体外鉴定
由于细菌骨架部分被最小化，采用MiniVec™质粒可降低哺乳动物细胞中的免疫反应风险，有利于减轻宿主细胞的应激反应并提升细胞的营养物质摄取和转运水平。在多种基因递送应用场景下，MiniVec™质粒与传统质粒骨架已经过广泛的对比，且始终呈现出效率和效果方面的显著改善。
图3 MiniVec™质粒与传统质粒的转基因表达效果对比。使用同等摩尔量的编码EGFP的MiniVec™质粒和传统质粒分别转染HEK293T细胞。转染后第48 h，流式细胞术测定EGFP表达水平，荧光显微镜拍摄典型的荧光图像。一个表达mCherry的质粒也被共转染用于转染对照。计算所有活细胞的平均荧光强度（MFI）。
图4 传统质粒与MiniVec™质粒的慢病毒包装效果对比。（A）在同等的包装规格下，使用MiniVec™包装质粒获得的慢病毒功能性滴度（基于qPCR）高于传统质粒。（B）分别向HEK293T细胞等体积转导由传统质粒与MiniVec™质粒平行生产的慢病毒，比较EGFP的表达水平。计算所有活细胞的平均荧光强度（MFI）。
图5 传统质粒与MiniVec™质粒转座效率对比。在（A）piggyBac和（B）Sleeping Beauty系统中，分别使用编码EGFP的传统质粒和MiniVec™质粒等摩尔量转染HEK293T细胞。针对早期传代以及对照组（未展示）荧光信号基本消失的晚期传代阶段，分别拍摄其典型荧光图像并使用流式细胞术测定平均荧光强度。
图6 向HEK293T细胞以相同摩尔量共转染hCas9质粒载体（基于传统质粒或MiniVec™质粒）和表达EGFP的供体质粒载体，通过同源非依赖性靶向插入（HITI）检验EGFP基因在基因组AAVS1位点的整合效率。通过流式细胞术测量指定时间点的细胞平均荧光强度，直至对照组（未展示）中荧光不可见。
体内验证
MiniVec™质粒所带来的这种基因递送效率提升，同样在体内应用中得以体现。在基因递送模型中，注射MiniVec™质粒能够增强转基因的表达效果，并延长其表达时长。在疫苗递送模型中，注射MiniVec™质粒可以成功激活急性和长期免疫应答。值得一提的是，所有体内实验均未表现出任何机体或生理层面的不良反应，这进一步证明了MiniVec™在基因治疗和疫苗应用领域的可用性。
图7 传统质粒与MiniVec™质粒的体内转基因表达效果对比。采用等摩尔量的两种质粒（CAG>Luc2）以（A）静脉注射或（B）肌肉注射的方式给药小鼠。在指定时间点检测荧光素酶表达水平。
图8 使用裸DNA免疫法对比传统质粒与MiniVec™质粒在表达COVID-19刺突蛋白时所诱导的免疫应答。分别向BALB/c小鼠肌肉注射三次，每次间隔两周的等摩尔量传统疫苗或MiniVec™疫苗、阴性对照（PBS）以及溶剂对照（传统空质粒或MiniVec™空质粒）。（A）在每次接种的两周后，下次免疫前，对动物采血检测特异性抗体效价。实验第42天，采集脾细胞。脾细胞培养物上清液用于检测由刺突蛋白免疫激活的（B）总IFN-γ分泌水平。
除了在细胞与基因治疗领域表现出广泛的应用优势，VectorBuilder创新的MiniVec™平台消除了潜在的抗生素残留风险，降低了基因水平转移风险，并能确保最终产品的纯度。在药品GMP生产中，相较于传统依赖抗生素的质粒，MiniVec™提供了一种更安全、更可靠的替代方案。其卓越的安全性在动物实验中也得到了验证。接受MiniVec™质粒注射后的动物，经过毒理学分析发现未对动物健康产生任何不良反应，而MiniVec™空载体也未引发任何免疫反应。特别值得一提的是，该系统的设计准则完全符合FDA和EMA制定的治疗药物生产监管标准。
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