要用慢病毒载体传递基因,需要在病毒表面有一个包膜蛋白,在vwin668宿主细胞中有一个相应的受体。有些包膜-受体配对是广泛的,可以传递到许多类型的细胞中,而另一些是特定的,只能传递到少数类型的细胞中。
如果你想在细胞类型中寻找更多的控制慢病毒载体将感染,伪类型可以帮助。在伪分型中,使用来自另一病毒的病毒包膜蛋白制造病毒载体,以vwin668限制或扩大宿主细胞的范围(向性)。伪分型只对包膜病毒进行,如慢病毒、逆转录病毒和狂犬病毒。
如何pseudotype
用同样的方法使病毒载体假型生成慢病毒的协议但是你用的是不同的包膜糖蛋白而不是野生型糖蛋白。拟型蛋白编码在包膜质粒上,该质粒包含一个启动子、包膜基因和一个聚(尾.
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图1:慢病毒生产使用三个质粒:(1)转移质粒,(2)包膜质粒,(3)包装质粒。这些被转染到产生慢病毒颗粒的目标细胞中。 |
为什么pseudotype ?
慢病毒和逆转录病毒通常以其野生型包膜瞄准免疫细胞。然而,假分型允许这些病毒感染神经元。除了改变你的病毒的宿主取向外,还有许多其他原因可以使你的病毒伪型:
- 降低细胞毒性。不同的包膜蛋白具有不同水平的细胞毒性,细胞毒性背后的机制也不同。例如,流行的VSV-G包膜蛋白使其感染的细胞融合在一起,形成合胞体,导致细胞死亡。细胞毒性也可能依赖于细胞类型:如果一个细胞对特定的包膜蛋白有很少的受体,它就会占用更少的病毒,受影响也更小。
- 改变对血清的敏感性。不同拟型病毒在血清中被非特异性补体机制不同地灭活。有时这是由于产生病毒载体的细胞造成的。vwin668例如,在细胞系中产生水泡性口炎病毒、HIV-2和人类泡沫病毒表达半乳糖(α - 1-3)半乳糖(α - gal)糖比不表达这些糖的细胞系产生的病毒更不稳定。(Takeuchi等人,1997)。α -半乳糖糖最终在包膜内,是抗- α -半乳糖抗体的基于补体的杀伤目标。无论产生细胞类型如何,VSV-G包膜蛋白都被血清灭活,但其他包膜如来自长臂猿白血病病毒更稳定(Sandrin et al., 2002)。
- 更安全的研究病毒病原体。最近,许多SARS-CoV-2研究者开始研究拟分型SARS-CoV-2突刺蛋白转化为低BSL病毒,如慢病毒(Crawford et al., 2020)。这样,他们就可以在不使用完整SARS-CoV-2病毒的情况下研究刺突蛋白在感染细胞系中的作用。科学家们一直在生物安全二级实验室对其他病毒使用类似的伪分型方法,而不是生物安全三级或生物安全四级实验室。要了解更多细节,请查看发表在《医学病毒学评论(李等人,2018)。
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图2:为了与SARS-CoV-2刺突蛋白进行假型,科学家在包膜质粒上编码刺突蛋白。从图片Crawford等人,2020年. |
广义取向:VSV-G伪分型
一种常用的假分型包膜蛋白是VSV-G,或水泡性口炎病毒G蛋白。VSV-G是一种三聚体蛋白,可结合细胞表面的磷脂酰丝氨酸和低密度脂蛋白受体(ldlr),并被内吞入细胞。
VSV-G如此常用的原因是它擅长感染大多数细胞,但不是所有细胞。例如,LDLR在造血干细胞、T细胞和B细胞中的表达较低。这些细胞感染VSV-G伪病毒需要使用其他方法上调LDLR的表达。
在制备方面,VSV-G稳定,可以承受超离心法,帮助科学家获得高滴度(综述了Joglekar和Sandoval, 2017)。这种高滴度是VSV-G被用来转导干细胞和神经元的原因之一。
然而,VSV-G的广泛取向可能是不可取的在活的有机体内因为它可以在到达目标细胞之前结合和转导多种细胞类型,所以有脱靶感染性的潜力。如上所述,VSV-G在高浓度下也是有毒的在血清中被补体系统灭活(DePolo等,2000)。
用于假分型的其他包膜蛋白
虽然VSV-G是最常用的假分型包膜蛋白,但还有更多的包膜蛋白可用于特定目的,如前面描述的(表1,Gutierrez-Guerrero等,2020年)。由于逆转录病毒与慢病毒密切相关,许多逆转录病毒包膜蛋白在慢病毒颗粒上已被拟型。
狂犬病毒糖蛋白
狂犬糖蛋白以神经元细胞为靶点,可以在体内传播逆行方向从突触到细胞体,使其成为研究神经元连接的绝佳工具。然而,由于狂犬病毒的毒性,将另一种带有狂犬糖蛋白的病毒假型更有意义。慢病毒载体vwin668也很擅长感染神经元,引起最小的炎症反应,但不被轴突终末吸收,不能用于神经元追踪或外周基因传递。将狂犬糖蛋白结合到慢病毒包膜中,可以使慢病毒载体逆行运输,而且比单独使用任何一种病毒具有更高的神经元转导效率和更好的安全性。
这是带有狂犬病糖蛋白的拟型慢病毒现在用作逆行追踪器这样科学家就可以识别投射到大脑特定区域的神经元(Mazarakis et al., 2001)。这种方法也可以让科学家追踪到神经元的投射到细胞体。
狂犬病毒和EnvA-TVA系统
另一种使用狂犬病毒的方法是删除进入细胞所需的糖蛋白(狂犬dG)。因为狂犬dG本身不能感染神经元,所以需要伪型。这利用了EnvA-TVA receptor-envelope系统(Wickersham等人,2007)。该系统首先需要使用AAV在神经元中提供狂犬糖蛋白和TVA受体,然后用EnvA传递狂犬dG伪型。这使得狂犬dG只感染表达TVA和狂犬糖蛋白的神经元。糖蛋白会被并入正在复制的狂犬病毒包膜中,旅行逆行,将突触跳转到前一个神经元(Wichersham et al., 2007)。然而,一旦狂犬dG进入该神经元,它就不能感染随后的任何神经元,因为它不表达狂犬糖蛋白。
其他pseudotyping选项
有很多很多其他的用于假分型的包膜蛋白的选择,可以是广泛的或特定的,以满足您的需要。查阅这些综述文章,可以找到关于不同病毒膜、向性和优缺点的表格和信息:
引用和资源
引用:
Crawford KHD, Eguia R, Dingens AS, Loes AN, Malone KD, Wolf CR, Chu HY, Tortorici MA, Veesler D, Murphy M, Pettie D, King NP, Balazs AB, Bloom JD(2020)用于SARS-CoV-2 Spike蛋白的慢病毒粒子假分型方案和试剂。病毒12:513。https://doi.org/10.3390/v12050513
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DePolo NJ, Reed JD, Sheridan PL, Townsend K, Sauter SL, Jolly DJ, Dubensky TW Jr(2000)人细胞产生的VSV-G伪慢病毒载体颗粒被人血清灭活。分子治疗2:218-222。https://doi.org/10.1006/mthe.2000.0116
Gutierrez-Guerrero A, Cosset F-L, Verhoeyen E(2020)慢病毒载体伪型:改善造血细胞基因修饰的宝贵工具,用于研究和基因治疗。病毒12:1016。https://doi.org/10.3390/v12091016
Joglekar, Sandoval S(2017)拟型慢病毒载体:一个载体,许多伪装。vwin668人类基因治疗方法28:291-301。https://doi.org/10.1089/hgtb.2017.084
李强,刘强,黄伟,李旭,王勇(2017)包膜病毒伪病毒的研究现状。Rev Med Virol 28:e1963。https://doi.org/10.1002/rmv.1963
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