提起慢病毒包裝,好多人只知道按著實驗室protocol上寫的質粒共轉染293T細胞,或者只是知道穿梭質粒輔助質粒而不知道他們的具體作用。今天我們就用最簡單粗暴方式講解一下病毒包裝的原理,以防好奇的師弟師妹問你具體原理你只能讓他們自己百度,錯失一次完美的講解(裝逼)機會。
講解之前我們要看下慢病毒到底是啥?官方解釋:慢病毒(Lentivirus)載體是以HIV-1(人類免疫缺陷I型病毒)為基礎發展起來的基因治療載體。區別一般的逆轉錄病毒載體,它對分裂細胞和非分裂細胞均具有感染能力。簡單點說就是HIV的升級版,HIV只能感染CD4+T細胞,對我們實驗來說肯定不行,所以需要改裝讓病毒感染親嗜性增強。HIV還有一個有點就是可以將自己的基因組整合到宿主的基因組中,利用這個特性可以方便我們進行穩轉細胞株的建立。
OK步入正題,講解先從慢病毒的基因組入手,慢病毒為RNA病毒。它的基因組我們可以分為3個編碼病毒基本結構的結構基因gag、env、pol和6個調節基因tat、rev、nef 、vif 、vpr 、vpu。
後來大家發現6個調節基因好像有點多,有的只對野生型的HIV有用,所以就把調節基因除了tat和rev以外都刪除了。gag基因編碼基質蛋白、衣殼蛋白和核衣殼蛋白,pol基因編碼蛋白酶、整合酶和逆轉錄酶,env基因編碼病毒外面的衣殼蛋白gp120和gp41,調節基因tat和rev主要調節病毒的轉錄和翻譯。這六個基因對我們病毒包裝來說必不可少。
另外大家可能注意到在基因組兩端有兩個LTR,這個LTR有兩個作用,一方面他可以介導慢病毒將自己的基因組整合到宿主基因組中轉錄比較活躍的位點,另一方面可以粗暴的理解為啟動子和終止子。
講到這,大家可能對慢病毒的包裝策略心裡有點數了,如果我把LTR之間的替換為我們的目的基因,替換掉的部分又對病毒來說不可或缺,那我把替換掉的部分再通過別的方法提供給它,這樣病毒不就可以完整的組裝了嗎。這樣產生的病毒的基因組被偷梁換柱,只能把我們需要的部分整合到目的靶細胞的基因組中去,還能完美的實現表達,最關鍵的一點包出來的病毒還是複製缺陷的,因為他的基因組沒有他複製需要的結構基因和調節基因,這也是為啥我們包裝的病毒是複製缺陷型的病毒。當初發明這個系統的也是人才!!!
其實其他病毒的包裝也都是這個套路:我把基因組替換成我們需要的東西,替換掉的部分我再通過輔助質粒或者包裝細胞反償提供,這樣包出來的病毒存在複製缺陷。
接下來我們就看下具體的包裝過程。首先是兩個輔助質粒psPAX2和pMD2.G,psPAX2主要提供gag、pol、tat和rev,pMD2.G提供VSV-G。這裡要說明一點就是原來的env編碼的包膜糖蛋白感染性有限,因此我們在包裝過程中把他替換成的囊泡性口炎病毒包膜糖蛋白G,VSV-G感染親嗜性增強並且也更加穩定。
穿梭質粒一般含有LTR,LTR之間有我們的目的基因,我們只需要對穿梭質粒進行克隆,就ok了。
在病毒包裝過程中還要用到293T細胞,393T細胞是穩定表達SV40大T抗原的細胞系,可以增加穿梭質粒sv40 ori的活性,並且培養要求低、轉染效率高。
最後慢病毒包裝只需要把兩個輔助質粒和穿梭質粒共同轉染到293T細胞中,三個質粒分別表達病毒複製組裝需要的元件,病毒在裡面愉快的組裝,然後病毒就這樣包裝出來了。
好了,今天的原理就講到這。希望大家可以包出高滴度高純度的病毒!講出來最清楚的原理,裝最完美的逼!!
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