对于转染困难的细胞,科研工作者通常会选择病毒来导入目的基因。目前,腺病毒、慢病毒和腺相关病毒是常用的病毒载体工具。那么如何选择适合您实验体系的病毒工具,请参考下面3种病毒工具的比较:
一、慢病毒--稳定细胞系首选
优点:
1、宿主范围广:慢病毒能够有效地感染分裂细胞、非分裂细胞,特别适合于一些难转染的细胞(如原代细胞、干细胞、不分化的细胞)和对腺病毒感染具有较强免疫反应的细胞(如树突状细胞、单核细胞和间充质干细胞)等,显著提高目的基因转导效率;
2、适于构建稳转株:慢病毒能将外源基因有效地整合入宿主染色体上,介导目的基因长期、稳定的表达;
3、适用范围更广:不仅能用于体外实验,还能用于活体动物模型,尤其是动物成瘤实验。
缺点:有随机插入突变风险(致癌潜在)、体内免疫原性高于 AAV。
什么时候选慢病毒?
体外实验:构建稳定过表达 / 敲低(shRNA)细胞系;药物筛选、长期基因功能研究;干细胞 / 原代细胞基因修饰。
体内实验:脑局部注射、需要长期表达(免疫压力不大);CAR-T、体外编辑后回输( ex vivo )。
二、腺病毒--短期高效表达突击手
优点:
1、宿主细胞范围广:包括分裂细胞和非分裂细胞(某些抗腺病毒感染的淋巴瘤细胞除外);
2、感染效率高:在理想感染条件下,感染率可达100%;
3、病毒滴度高:纯化、浓缩后可达10^10-11pfu/mL;
4、易于扩增:腺病毒可直接二次扩增,慢病毒和腺相关病毒需要重新包装;
5、不整合到染色体中,无插入致突变性;
6、理化性质稳定:4°C:数周,-80°C:数年。
缺点:免疫原性极强;表达短暂(1–2 周);细胞毒性相对高。
什么时候选腺病毒?
体外:短期快速过表达(信号通路、蛋白功能、酶活);大片段基因、多顺反子、大启动子。
体内:疫苗载体;溶瘤病毒、肿瘤局部瞬时治疗。
三、腺相关病毒(AAV):体内基因治疗黄金标准
优点:
1、宿主范围广:可高效感染分裂和非分裂细胞;
2、组织特异性高:多种血清型和特异性后动子,联合运用不同重组酶系统,实现外源基因高特异性表达;
3、安全性高:ITR序列和Rep/Cap基因分别由独立质粒表达,未发现对人体致病;
4、免疫原性低:重组AAV不带有病毒功能及结构蛋白,用于基因治疗基本不引起免疫反应;
5、体內感染效率高:体內实验首选。
缺点:
容量最小(<4.7 kb);分裂快的细胞会逐渐丢失(不适合肿瘤 / 增殖旺盛细胞)。
什么时候选 AAV?
体内实验(首选):神经、肌肉、肝、心脏、视网膜等非分裂 / 慢分裂组织;长期在体表达、基因治疗模型。
体外:不希望整合、短期 / 中期观察;小基因(<4.7 kb)、原代神经元 / 心肌细胞。