腺相关病毒(AAV)包装相关注意事项 - 知乎专栏
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病毒载体包装过程是及其复杂的,在做病毒包装实验时,科研工作者常常会遇到一些问题。
为了让大家在病毒包装实验过程少走弯路,针对病毒包装常见的问题 ...
首发于病毒包装无障碍写文章登录/注册病毒载体包装过程是及其复杂的,在做病毒包装实验时,科研工作者常常会遇到一些问题。
为了让大家在病毒包装实验过程少走弯路,针对病毒包装常见的问题为大家进行罗列提醒。
在病毒转染实验,该如何选择工具病毒一文中,我们有提到过腺相关病毒AAV的特性:进行AAV动物实验关键注意事项1.启动子的选择。
是选择广泛性启动子还是特异性启动子。
相比于血清型的组织特异性,特异性启动子可实现细胞的特异性,因此对特异性要求较高的研究,可以选择某种细胞特异性表达的启动子。
2.血清型的选择。
AAV的血清型主要由AAV衣壳蛋白的结构所决定,不同的衣壳蛋白结构识别不同的细胞表面受体,因此血清型的选择会影响AAV的感染效率、组织亲和性、和开始表达的时间。
3.病毒量及滴度。
根据不同的靶器官组织和所使用的不同AAV血清型(扩散能力不同),推荐注射的AAV量不同,传递到组织中的病毒颗粒数量对于感染效果影响很大。
但AAV使用量并不是越多越好,过多的量可能出现病毒溢出,而且根据我们的经验,病毒量太多有时候甚至会出现表达降低的情况。
想了解具体组织的病毒用量可以联系我们咨询。
4.注射方式。
对于可以进行局部注射的组织器官,采用局部多点注射靶器官可取得较好的特异性和表达效果;5.检测时间。
不同基因的表达高峰时间是不同的,再加上AAV需要从单链DNA变成双链DNA,一般在2周可检测到基因表达,如无抗体产生的影响,基因的表达可持续表达半年以上。
不建议用AAV做细胞转染实验的研究主要是因为AAV转染细胞的表达效率较低,且由于AAV是单链DNA,进入细胞后须经历一个由单链变成双链的过程才能进行转录翻译,而在没有辅助病毒或辅助因子的情况下,这种单链DNA复制形成双链DNA的过程十分缓慢,因此存在表达延迟的情况。
另外,体外细胞的生长速率较快,感染至细胞中的AAV会随着细胞分裂不断稀释,进一步导致其表达水平降低。
而在体内研究,注射的组织细胞通常不会有那么快的增殖,且各种AAV所携带的外源基因表达的因子较为丰富,因此表达丰度和持续的时间更好。
如何通过AAV实现体内的特异性表达由于目的基因在不同组织中功能不同,以及同一组织的不同细胞中功能也可能不同,所以我们实验过程中经常需要进行特异性表达。
AAV可通过以下几种方式实现体内的特异性表达:1.组织特异性血清型。
不同血清型的AAV具有不同的组织嗜性,因此首先要选择对特定组织感染能力强的血清型AAV。
2.(细胞)特异性启动子。
血清型主要利用侵染特异性,而启动子则是利用表达特异性,如某种特异性启动子AAV2,可侵染多种组织,但仅在某特定细胞表达。
3.局部注射。
此外还可采用Cre依赖性基因开关(Cre-loxp系统),如用特异性启动子含cre酶的AAV注射Loxp小鼠实现特定组织或细胞目的基因的敲除。
AAV的表达效果能持续多久AAV在细胞内主要是以环状的dsDNA附加体(circulariseddsDNAepisomes)的形式存在,而不会像慢病毒LV那样整合到宿主细胞的基因组。
对于分裂不旺盛的细胞,如神经元,AAV可持续表达1年以上甚至2年,对于分裂较旺盛的细胞,一般也可维持3~6个月或以上。
AAV作为体内实验常用工具病毒,能实现些什么功能1.基因过表达。
将目的基因的CDS区构建到AAV载体,注射到动物体内实现过表达2.目的基因的敲除。
将针对目的基因设计的gRNA和Cas9编码序列分别构建到AAV中,注射到动物体内实现基因敲除。
3.基因干扰表达。
将针对目的基因设计的shRNA构建到AAV载体,注射到动物体内实现干扰表达。
4.内源过表达。
将针对目的基因设计的gRNA和dCas9分别构建到AAV载体,实现内源过表达。
AAV转染后表达效果不理想1.载体表达效率低:更换启动子或增加强调控元件。
2.病毒量不够:应充分调研高分文献报道,确定AAV滴度及用量,对于找不到参考文献的,也欢迎咨询我们。
3.细胞负反馈机制:少数基因受上下游严格调控,这种情况较难实现过表达。
4.基因序列本身的元件:例如GC含量、隐蔽性剪接位点、转录终止信号和核酸二级结构等,也可影响表达。
因此,密码子优化广泛用于增强AAV中目的基因表达。
AAV动物实验,荧光表达弱荧光弱主要有2方面的原因,一是组织感染的效率较差,另外就是检测的正确性。
对于提高感染效率,则从病毒血清型是否合适、病毒使用量是否够、滴度是否合适,注射方法是否合理等方面进行分析;而对于检测,在组织样本切片制备的过程中,应考虑荧光蛋白的稳定性,如GFP遇酸容易淬灭等因素,从而确保检测的有效性。
另外,AAV病毒使用前需确认是否出现因储存不当而导致滴度下降的情况。
AAV的操作使用安全性怎么样迄今为止,未发现野生型AAV有致病性,实际上大部分人群都感染过AAV。
野生型AAV在无辅助病毒(如腺病毒)的存在下,复制效率非常低。
重组腺相关病毒(rAAV)由多个质粒(cis质粒、辅助质粒、rep/Cap质粒)组成,且Cis质粒、辅助质粒与rep/Cap质粒之间不具有同源性序列,因此重组AAV在理论上不具有复制的能力。
优势安全性:AAV是可供选择的最安全的病毒载体,它是复制缺陷的,不会引起任何人类疾病。
对宿主基因组造成破坏的低风险性:在转导进入靶细胞后,AAV病毒载体在细胞核保持着游离DNA的状态,可以降低宿主基因组被破坏而致癌的风险,使其成为人类体内实验的理想载体。
宿主范围广:针对不同来源的常用哺乳动物(如人、小鼠和大鼠)细胞和组织,将我们的AAV载体包装成对其具有亲和性的血清型,可轻易实现高效转导。
但是,某些类型的细胞仍然难以转导,这与所用的血清型有关。
不足之处载体容量小:AAV病毒载体系统装载量小。
AAV的两个ITR之间所能容纳的最大序列长度是4.7kb,允许使用者插入~4.2kb的目的序列。
难以转导特定类型的细胞:当利用合适的血清型进行包装时,AAV载体系统可以转导很多不同类型的细胞,包括非分裂细胞。
不同AAV血清型对不同类型的细胞具有不同的亲嗜性,针对某种特定类型的细胞需要特定血清型。
技术复杂:使用AAV病毒载体时,需要在包装细胞中产生活病毒,然后测定病毒滴度。
这些过程相对于常规质粒转染,技术难度更高,周期更长。
以上便是小编手机整理的AAV实验操作过程中常常会遇到的问题的处理方式,你的问题是否已经得到了解答?!编辑于2021-09-1116:20生物病毒细胞转染赞同184条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录病毒包装
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