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慢病毒載體(lentivirus vector,LV)屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒科(Retrovidae),為 RNA病毒。區(qū)別一般的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,它對分裂細(xì)胞和非分裂細(xì)胞均具有感染能力。慢病毒載體的研究發(fā)展得很快,研究的也非常深入。該載體可以將外源基因有效地整合到宿主染色體上,從而達(dá)到持久性表達(dá)。 感染能力方面可有效地感染神經(jīng)元細(xì)胞、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、干細(xì)胞等多種類型的細(xì)胞,從而達(dá)到良好的的基因治療效果,在美國已經(jīng)開展了臨床研究,效果非常理想,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。優(yōu)勢
慢病毒與其他病毒工具比較,具有以下優(yōu)勢:1) 表達(dá)時間長:慢病毒通過將外源基因整合到宿主細(xì)胞基因組上,可實現(xiàn)目的基因長時間穩(wěn)定的表達(dá),不隨著細(xì)胞分裂傳代而丟失,是細(xì)胞實驗的首選;2) 安全性高:未發(fā)現(xiàn)致病性,已被用于CAR-T 治療作用于人體;3) 免疫原性低: 直接注射活體組織不易造成免疫反應(yīng),適用于動物實驗。可選擇的病毒載體
應(yīng)用
1)將目的基因?/RNAi?基因轉(zhuǎn)入難以轉(zhuǎn)染的細(xì)胞,比如神經(jīng)元細(xì)胞、干細(xì)胞或其它原代細(xì)胞;2)將目的基因?/RNAi?基因轉(zhuǎn)入動物組織,以期獲得長期表達(dá);3)構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)目的蛋白?/RNAi?的細(xì)胞系,再用exvivo的方法導(dǎo)入動物體內(nèi);4)基因治療;5)轉(zhuǎn)基因動物;?6)基因敲除;7)藥物研究:構(gòu)建表達(dá)受體蛋白的細(xì)胞系,研究藥物的作用;?8)快速建立生產(chǎn)目的蛋白的細(xì)胞系,非常有前途的真核細(xì)胞表達(dá)方法。案例展示
案例一:慢病毒度感染不同類型的細(xì)胞系
圖1. 慢病毒可以高效的感染各類腫瘤細(xì)胞、干細(xì)胞、原代細(xì)胞、和不分裂的細(xì)胞 案例二:LV介導(dǎo)基因沉默體外研究神經(jīng)元棘突和突觸功能神經(jīng)元細(xì)胞感染表達(dá)b-Catenin小發(fā)夾RNA (shRNA)的慢病毒,使大部分神經(jīng)元敲除b-Catenin。b-Catenin敲低后,神經(jīng)元細(xì)胞棘突穩(wěn)定性受到破壞。
圖2. 慢病毒攜帶shRNA介導(dǎo)b-Catenin敲減(Li MY, et al., Neuron, 2017) 案例三:LV介導(dǎo)基因沉默在體研究中間神經(jīng)元電偶聯(lián)將LV-shRNA病毒注射到新生P1小鼠的硬腦膜和皮質(zhì)層P1的間隙(e.f),P15小叔中觀察到GFP+主要分布在L1,在深層的分布較少。
圖3. 誘導(dǎo)型慢病毒shRNA有效介導(dǎo)Connexin36敲減 (Xinghua Yao, et al.,Nat Commun,2017) 案例四:光遺傳學(xué)應(yīng)用慢病毒可以攜帶光感基因(ChR2、eNpHR3.0等)感染神經(jīng)元細(xì)胞,實現(xiàn)靶基因的高效表達(dá)。
圖4. LV攜帶光敏基因的應(yīng)用(Feng Zhang, Viviana Gradinaru., et al. Nature protocols,2010)