慢病毒包裝技術專題

Q:什么是慢病毒 ?

A: 慢病毒載體 (Lenti vector)是用于感染細胞以實現穩定導入基因或siRNA的病毒載體系統，其感染效率可以達到100%。慢病毒和細胞結合后通過包裝蛋白將含有目的基因或者干擾序列釋放到細胞內。慢病毒RNA通過逆轉錄酶轉錄為DNA。DNA整合前復合體進入細胞核并整合到靶細胞的染色體DNA。由于靶基因或基因干擾序列整合到染色體上并且伴隨著細胞分裂時DNA的復制一起復制，基因的導入能夠獲得穩定的表達。慢病毒的顯著優勢在于其可以整合到非分裂細胞，而其他載體(如非病毒載體、腺病毒載體、腺相關病毒載體)不具備整合到靶細胞染色體的特性，或者只能整合到分裂細胞的染色體(如常規的逆轉錄病毒)。目前我們使用的慢病毒載體是基于HIV-1改造而來，該載體使用最為廣泛，經過科學家的多次改造在包裝滴度和使用安全性等方面都非常理想。在實際的使用中我們可以用來表達目的基因或目的基因加上報告基因，近年來隨著RNAi研究的深入，越來越多的科學家用慢病毒載體來表達干擾序列.

Q:慢病毒用于rna i研究

A:目前慢病毒也被廣泛地應用于表達RNAi的研究中。由于有些類型細胞脂質體轉染效果差，轉移到細胞內的siRNA半衰期短，體外合成siRNA對基因表達的抑制作用通常是短暫的，因而使其應用受到較大的限制。采用事先在體外構建能夠表達siRNA的載體, 然后轉移到細胞內轉錄siRNA的策略，不但使脂質體有效轉染的細胞種類增加，而且對基因表達抑制效果也不遜色于體外合成siRNA，在長期穩定表達載體的細胞中，甚至可以發揮長期阻斷基因表達的作用。在所構建的siRNA表達載體中，是由RNA聚合酶Ⅲ啟動子來指導RNA合成的，這是因為RNA聚合酶Ⅲ有明確的起始和終止序列，而且合成的RNA不會帶poly A尾。當RNA聚合酶Ⅲ遇到連續4個或5個T時，它指導的轉錄就會停止，在轉錄產物3’端形成1~4個U。U6和H1 RNA啟動子是兩種RNA聚合酶Ⅲ依賴的啟動子，其特點是啟動子自身元素均位于轉錄區的上游，適合于表達～21ntRNA和～50ntRNA莖環結構(stem loop)。在siRNA表達載體中，構成siRNA的正義與反義鏈，可由各自的啟動子分別轉錄,然后兩條鏈互補結合形成siRNA;也可由載體直接表達小發卡狀RNA(small hairpin RNA, shRNA), 載體包含位于RNA聚合酶Ⅲ啟動子和4～5T轉錄終止位點之間的莖環結構序列，轉錄后即可折疊成具有1~4 個U 3 ’ 突出端的莖環結構，在細胞內進一步加工成siRNA。構建載體前通常要通過合成siRNA的方法，尋找高效的siRNA，然后從中挑選符合載體要求的序列，將其引入siRNA表達載體。

Q:如何生產病毒?

A:載體質粒和輔助質粒轉染293細胞后收獲病毒上清，通過超濾和超速離心進行純化和濃縮獲得高滴度和高純度的慢病毒顆粒。

Q:病毒是否可以重新凍融?

A:病毒可以凍融，但是反復多次的凍融會降低病毒的滴度。

Q:什么是病毒的滴度?

A:病毒的滴度即每升溶液中含有的病毒數量。滴度值用于評估轉導一定數量靶細胞所需要的病毒數量。

Q:轉導單位(TU)的含義?

A:轉導單位(TU)即能夠感染并整合到細胞內的病毒載體基因組,

Q:MOI的含義?

A:MOI指用來轉染單個細胞的病毒數量，即含義是感染時病毒與細胞數量的比值。如果MOI為1則感染每個細胞的病毒顆粒數為1。同一種類同一批次的病毒感染不同種類的細胞，其MOI值不盡相同，需要進行梯度實驗測算;另外不同的滴度檢測方法也會導致MOI很大的差異。

Q:可以獲得的病毒可以達到多少滴度?

A:常規生產的病毒的滴度在2 x 10E8TU/ml之間。

Q:如何使用慢病毒感染細胞?

A:使用慢病毒感染細胞的操作流程取決于細胞種類，因此首先要了解細胞的來源和背景，我們將在發貨時將通用操作流程發送客戶。通常來講首先要根據準確的MOI和需要感染的細胞量計算所需要的病毒量，然后將所需病毒也加入培養體系后4小時左右即可換成完全培養基正常培養。

Q:如何確定慢病毒感染靶細胞的感染效率?

A:慢病毒感染靶細胞的感染效率可以通過Real-time PCR檢測靶細胞中的慢病毒載體拷貝數來測算。另外如果構建的慢病毒載體帶有標記基因(如GFP、RFP等)，則可以通過FACS檢測陽性細胞的比例來評估感染效率。

Q:慢病毒感染靶細胞后，目的基因的表達是瞬時表達還是穩定表達?

A:慢病毒感染靶細胞后，目的基因或者干擾序列被整合到細胞的染色體DNA;并且隨靶細胞的增殖分化，目的基因或者干擾序列也隨靶基因DNA的一起復制并遺傳到子代細胞中,所以是穩定表達。

Q:通常生產一個慢病毒載體的實驗周期是多久?

A:我們將在收到您的訂單和實驗材料20個工作日左右完成病毒的生產和檢測，如果客戶需要委托購買或者合成目的基因(干擾序列)，會增加相應的實驗周期。

Q:是否可以直接從慢病毒顆粒中提取慢病毒載體?

A:不可以。慢病毒載體用于轉染包裝細胞后生產病毒，包裝好的病毒顆粒只含有載體中5' and 3' LTR's的RNA。

Q:使用公司提供的病毒可以感染多少細胞?

A:可以感染的細胞量取決于您需要感染的靶細胞的易感性，原代細胞或者難感染的細胞需要較高的MOI,因此需要的病毒量也比較多。我們建議您可以通過預實驗確定目的細胞的MOI,即使用公司的GFP病毒設定不同的MOI(1、5、10、15等)分別感染目的細胞。

Q:如何知道靶細胞是否能夠被慢病毒感染?

A:根據現有的研究表明，慢病毒感染譜很廣，包括分裂和非分裂細胞。一方面可以通過查詢文獻得知是否可以被感染，另外也可以使用提供的GFP慢病毒載體對照顆粒進行預實驗，確定細胞的易感性和MOI.

Q:在使用慢病毒時需要哪些預防措施?

A:慢病毒的操作要求在BSL2級別的生物安全柜內進行，實驗操作人員需帶上乳膠手套，按照標準的細胞培養操作流程進行。

Q:在實驗室使用慢病毒是否安全?

A:慢病毒載體包括包裝成分和載體成分：包裝成分由HIV-1基因組去除了包裝、逆轉錄和整合所需的順式作用序列而構建，能夠反式提供產生病毒顆粒所必需的蛋白;載體成分則與包裝成分互補，即含有包裝、逆轉錄和整合所需的HIV順式作用序列，同時具有異源啟動子控制下的多克隆位點及在此位點插入的目的基因。為降低兩種成分同源重組恢復成野生型病毒的可能，需盡量減少二者的同源性，如將包裝成分上5′LTR換成CMV (巨細胞病毒早期啟動子)、3′LTR換成SV40 polyA等。包裝成分通常被分開構建到兩個質粒上，一個質粒表達Gag和Pol蛋白，另一個質粒表達Env蛋白，其目的也是降低恢復成野生型病毒的可能。目前在用HIV-1載體已經進行的所有體內外實驗中，未出現過有復制力的HIV，說明其安全性是有保證的。

Q:什么是自身失活慢病毒載體(SIN )?

A:SIN 載體的構建是將載體3′LTR(長末端重復序列) 中的U3區增強子和啟動子序列刪除。U3-LTR 是前病毒DNA 兩端LTR 中U3 的模板, 在逆轉錄過程中, 3′L TR 中的缺失被傳遞到子代載體的5′L TR 中, 所形成的載體缺乏HIV-1 的增強子和啟動子序列, 即使在所有病毒蛋白都存在的情況下也不能轉錄RNA , 產生了一個滅活的前病毒, 但其中的外源啟動子仍然有活性, 能進行基因轉錄與表達。這種方式主要用來消除病毒LTR 中的啟動子/增強子序列對病毒載體中外源啟動子指導轉錄的干擾作用，以及消除可能的由3′L TR 啟動子指導的下游基因組中原癌基因的激活與轉錄作用, 一定程度上提高了載體的安全性

Q:獲得慢病毒顆粒后是否可以在實驗室中進一步增殖?

A:不可以。科學家考慮到了其使用的生物安全性將慢病毒載體改造成為復制缺陷型病毒載體。獲得的病毒顆粒的基因組不具有重組所需要的基因，并且載體具有3'LTR.自身失活的特性。

Q:慢病毒顆粒能保存多長時間?

A:在-80度條件下，慢病毒可以保存6個月左右而滴度沒有顯著丟失。

Q:公司生產的慢病毒的滴度是怎么定義的?

A:公司生產的慢病毒的滴度是感染293T細胞后使用FACS檢測有限稀釋的病毒感染細胞的陽性細胞比例來測算，或者使用Real-time PCR的方法檢測獲得的。