慢病毒的载体系统包括哪些部分

12 月 04 , 2024
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慢病毒(Lentivirus)的载体系统是一种基于逆转录病毒的基因转移工具,广泛用于基因编辑、基因治疗和基础研究。其载体系统通常包括以下主要部分:

1. 载体质粒(Transfer Vector Plasmid)

这是核心质粒,用于携带目标基因和调控元件。主要组成部分包括:

目标基因(Transgene):需要表达的基因片段。

启动子(Promoter):驱动目标基因表达的调控序列,如CMV、EF1α等。

报告基因(可选,Reporter Gene):如GFP、mCherry,用于标记和追踪。

标记基因(可选,Selection Marker):如抗性基因(puromycin resistance)用于筛选阳性细胞。

2. 包装质粒(Packaging Plasmid)

提供慢病毒结构蛋白和功能蛋白,但不包含病毒RNA复制所需的完整基因组,确保病毒颗粒的安全性。

gag:编码病毒的结构蛋白(如衣壳蛋白)。

pol:编码病毒酶(如逆转录酶、整合酶)。

rev:增强病毒基因组RNA的核输出和翻译。

3. 包膜质粒(Envelope Plasmid)

提供病毒包膜蛋白,用于介导病毒与靶细胞的结合和进入。

通常使用的包膜蛋白是VSV-G(vesicular stomatitis virus glycoprotein),具有广泛的宿主范围。

4. 辅助元件(可选,Auxiliary Elements)

增强元件(Enhancers):增强表达效率。

稳定结构(WPRE,Woodchuck Hepatitis Virus Posttranscriptional Regulatory Element):提高mRNA稳定性和翻译效率。

cPPT(Central Polypurine Tract):提高病毒基因组在细胞中的转运效率。

慢病毒生产与包装过程的安全性设计

现代慢病毒载体系统通常分离了基因组和病毒包装的功能:

一代系统:所有基因集中在一个质粒上(已淘汰)。

二代系统:目标基因与包装基因分离在两个质粒中。

三代系统:目标基因、包装基因和包膜基因分离在三个质粒中,进一步提高了安全性,防止病毒自我复制。

这种多质粒系统设计降低了重组病毒形成的风险,确保实验室和应用环境的安全性。

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