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腺相關(guān)病毒系統(tǒng)pAAV-LacZ pAAV-IRES-hrGFP pCMV-MCS. BioVector NTCC質(zhì)粒載體菌種細胞基因保藏中心

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腺相關(guān)病毒(AAV)簡介-BioVector NTCC質(zhì)粒載體菌種細胞基因保藏中心

腺病毒相關(guān)病毒(adenovirusassociatedvirus,AAV)是一類單鏈線狀DNA缺陷型病毒。其基因組DNA小于5kb,無包膜,外形為裸露的20面體顆粒。AAV不能獨立復(fù)制,只有在輔助病毒(如腺病毒、單純皰疹病毒、痘苗病毒)存在時,才能進行復(fù)制和溶細胞性感染,否則只能建立溶源性潛伏感染。

簡介
重組腺相關(guān)病毒載體是利用天然存在的腺相關(guān)病毒某些特性經(jīng)過基因工程改造后產(chǎn)生的一種可供人工轉(zhuǎn)基因的載體。腺相關(guān)病毒(adeno-associatedvirus,AAV)是簡單的非致病性單鏈DNA病毒,需要輔助病毒參與生活周期,輔助病毒通常為腺病毒(Ad)或者單純皰疹病毒(HSV)。基因組兩端為末端反向重復(fù)序列(ITR),中間基因組編碼兩個蛋白:Cap和Rep。ITRs對于病毒的復(fù)制和包裝具有決定性作用。Cap蛋白為病毒衣殼蛋白,Rep蛋白參與病毒的復(fù)制和整合。AAV能感染多種細胞。Rep蛋白存在時,病毒基因組很容易整合到人類第19號染色體的特異位點:AAVS1位點。這是已知的唯一能夠定點整合的哺乳動物DNA病毒。
重組腺相關(guān)病毒載體(rAAV)源于非致病的野生型腺相關(guān)病毒,由于其安全性好、宿主細胞范圍廣(分裂和非分裂細胞)、免疫源性低,在體內(nèi)表達外源基因時間長等特點,被視為最有前途的基因轉(zhuǎn)移載體之一,在世界范圍內(nèi)的基因治療和疫苗研究中得到廣泛應(yīng)用。

特點
優(yōu)點以潛伏感染為主;AAV可以高效定點整合至人染色體中:可以避免隨機整合可能帶來的抑癌基因失活和原癌基因激活的潛在危險性,而且外源基因可以持續(xù)穩(wěn)定表達。
缺點AAV載體容量小,目前最多只能容納4.5kb外源DNA片段;感染效率比逆轉(zhuǎn)錄病毒載體低。在40%-80%的成人中存在過感染,可能會引起免疫排斥

重組腺病毒相關(guān)載體構(gòu)建
AAV選擇的條件
1.治療基因的長度不能過大。AAV的總?cè)萘?.5kb,還要包括AAV自身的ITR,啟動區(qū)和RNA加尾信號;
2.基因需要持續(xù)表達,蛋白可以是分泌型,也可以是非分泌型;
3.長期表達目的基因,沒毒副作用;
4.不需要目的基因立刻表達;
5.不需要基因高水平表達;
6.AAV載體對靶細胞具有較高的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率。
AAV病毒的感染細胞
AAV載體對于骨骼肌、視網(wǎng)膜、肝細胞、心臟平滑肌細胞、神經(jīng)元細胞、胰島B細胞、關(guān)節(jié)滑膜細胞等具有良好的感染效果,而對于淋巴細胞、造血干細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞、成纖維細胞等感染效果較差。

腺病毒相關(guān)載體應(yīng)用
經(jīng)過十幾年的研究,重組腺相關(guān)病毒的生物學(xué)特性已被深入了解,尤其是其在各種細胞、組織和體內(nèi)實驗中的應(yīng)用效果方面已經(jīng)積累了許多資料。在醫(yī)學(xué)研究中,rAAV被用于多種疾病的基因治療的研究(包括體內(nèi)、體外實驗);同時作為一種有特點的基因轉(zhuǎn)移載體,還廣泛用于基因功能研究、構(gòu)建疾病模型、制備基因敲除鼠等方面。目前已發(fā)現(xiàn)的AAV至少有十幾種血清型,它們主要區(qū)別在衣殼蛋白Cap的不同,因此導(dǎo)致各種血清型AAV對不同的組織和細胞的不同感染效率。目前普遍認為,rAAV是最為優(yōu)秀可用于基因治療的重組病毒載體。



特點

優(yōu)點

在輔助腺病毒存在下,AAV可以高效定點整合至人染色體中;而現(xiàn)在的AAV載體已經(jīng)不需要腺病毒輔助,不插入宿主的基因組,而是游離于宿主細胞基因之外,呈衛(wèi)星狀穩(wěn)定表達。
腺相關(guān)病毒載體(AAV)體內(nèi)的感染效率極高。不同血清型可以相對特異性的感染心臟,肝臟,骨骼肌等。
腺相關(guān)病毒是RG1(最安全級別)的基因治療載體,完全無具有潛在致病性。而腺病毒是RG2,慢病毒是RG2,逆轉(zhuǎn)錄病毒是RG3[1]

缺點

AAV載體容量小,目前最多只能容納4.7 kb外源DNA片段;
野生型的AAV在40%-80%的成人中存在過感染,在腺病毒存在的情況下可能會引起免疫排斥。[2]

腺病毒相關(guān)載體構(gòu)建

AAV選擇的條件

1. 治療基因的長度不能過大。AAV的總?cè)萘?.7kb,還要包括AAV自身的ITR,啟動區(qū)和RNA加尾信號;
2. 基因需要持續(xù)表達,蛋白可以是分泌型,也可以是非分泌型;
3. 長期表達目的基因,沒毒副作用;
4. 不需要目的基因立刻表達;
5. 不需要基因高水平表達;
6. AAV載體對靶細胞具有較高的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率。

AAV病毒的感染細胞

AAV載體對于骨骼肌、視網(wǎng)膜、肝細胞、心臟平滑肌細胞、神經(jīng)元細胞、胰島B細胞、關(guān)節(jié)滑膜細胞等具有良好的感染效果,而對于淋巴細胞、造血干細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞、成纖維細胞等感染效果較差。

病毒的加樣量

病毒量為10-10V.P/Cell時最佳。如果太低,基本檢測不出,最低加病毒量為10V.P/Cell,才能檢出目的蛋白的表達。

病毒要求

本公司向客戶提供三種rAAV載體--rAAV2、rAAV2/1載體的構(gòu)建、擴增及純化服務(wù),包括了從實驗設(shè)計到載體包裝、生產(chǎn)、純化、質(zhì)量檢定、分裝等的一系列服務(wù)。為基礎(chǔ)研究、臨床前研究和早期臨床研究提供高滴度、高純度的rAAV載體。其中的對照病毒為攜帶GFP、LacZ和Luc標(biāo)記。
除了AAV2和AAV2/1之外,我們也提供AAV1、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9等。具體情況請電話咨詢本公司技術(shù)支持。
重組基因的啟動子:mCMV、hCMV、PGK、CAG、HRE-miniCMV、hEF1α、AFP(大鼠)等。其中,CAG啟動子為肝臟特異啟動子。

病毒級別

實驗室級別:適用于細胞實驗、動物試驗研究;
臨床試驗用級別:適用于藥物開發(fā)、臨床前研究、臨床樣品申報、臨床試驗等。

腺病毒相關(guān)載體應(yīng)用

經(jīng)過十幾年的研究,重組腺相關(guān)病毒的生物學(xué)特性已被深入了解,尤其是其在各種細胞、組織和體內(nèi)實驗中的應(yīng)用效果方面已經(jīng)積累了許多資料。在醫(yī)學(xué)研究中,rAAV被用于多種疾病的基因治療的研究(包括體內(nèi)、體外實驗);同時作為一種有特點的基因轉(zhuǎn)移載體,還廣泛用于基因功能研究、構(gòu)建疾病模型、制備基因敲除鼠等方面。目前已發(fā)現(xiàn)的AAV至少有十幾種血清型,它們主要區(qū)別在衣殼蛋白Cap的不同,因此導(dǎo)致各種血清型AAV對不同的組織和細胞的不同感染效率。


腺相關(guān)病毒屬微小病毒( parvovirus)家族的成員,為無包膜的單鏈線狀DNA病毒。AAV的基因組約4700bp。基因組5‘、3’端各有一個145nt的反向末端重復(fù)序列(ITR)。在兩個ITR之間存在兩個開放閱讀框,其中Rep基因參與病毒的復(fù)制和整合,Cap基因編碼病毒衣殼蛋白。

圖1 AAV病毒基因組.png

圖1 AAV病毒基因組

腺相關(guān)病毒具有安全性高、免疫原性低、能介導(dǎo)基因在動物體內(nèi)長期穩(wěn)定表達,因而被認為是最有潛力成為基因治療工具的載體而在國內(nèi)外研究中廣泛應(yīng)用。


應(yīng)用優(yōu)勢:動物和臨床試驗
AAV進入細胞前,首先要通過衣殼蛋白與細胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合,進而附著于細胞表面,隨后通過衣殼蛋白與其它復(fù)合受體的相互作用來起始病毒顆粒的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運等生物學(xué)活動。AAV不同血清型有不同的衣殼蛋白,進而可與不同的細胞表面受體結(jié)合,體現(xiàn)出血清型對不同組織器官的不同親和性。在包裝腺相關(guān)病毒時有9種不同的AAV血清型可供客戶選擇,建議客戶針對不同組織器官選擇相應(yīng)血清型的AAV病毒,見下表。


AAV載體不同血清型


研究發(fā)現(xiàn)AAV 具有種血清型各種不同血清型的AAV 載體的要區(qū)別是衣殼蛋白不同因此對不同的組織和細胞的轉(zhuǎn)染效率存在差異目前Biovector NTCC保藏中心在包裝腺相關(guān)病毒時有 12種不同的 AAV 血清型可供客戶選擇,建議客戶針對不同組織器官選擇相應(yīng)血清型的 AAV 病毒,見表 2。


1. 12不同血清AAV對各組器官細的親和性


血清型

組織親和性

AAV1

肌肉,心臟,骨骼肌(包括心肌),神經(jīng)組織

AAV2

中樞神經(jīng),肌肉,肝臟,腦組織,眼,

AAV3

肌肉,肝臟,肺,眼

AAV4

中樞神經(jīng),肌肉,眼,腦

AAV5

肺,眼,中樞神經(jīng),關(guān)節(jié)滑膜,胰腺

AAV6

肺,心臟

AAV7

肌肉,肝臟

AAV8

肝臟,眼,中樞神經(jīng),肌肉

AAV9

心臟,肌肉,肺(肺泡),肝臟,中樞神經(jīng)

DJ

肝臟,視網(wǎng)膜,肺,腎臟

    DJ/8  

肝臟,眼,中樞神經(jīng),肌肉

Rh10

肺, 心臟,肌肉,中樞神經(jīng),肝臟



AAV生物學(xué)特性


2 不同病毒的生物學(xué)特性比較


慢病毒

逆轉(zhuǎn)錄病毒

腺相關(guān)病毒

腺病毒

包膜

顆粒直徑

90-100 nm

90-100 nm

20-30 nm

60-90nm

基因組

dsRNA

dsRNA

ssDNA

dsDNA

表達起始時間

48-72h

48-72h

72-96h

24-48h

表達持續(xù)時間

> 2 months

> 2 months

> 6 months

~1 month

宿主基因組整合方式

隨機高頻整合

隨機高頻整合

定向低頻整合或非整合

非整合


常用質(zhì)粒:

腺相關(guān)病毒可用于基因的過表達(3kb以下)、shRNA(單條或者多條串聯(lián))、miRNA(pre-miRNA或者pri-miRNA)、可誘導(dǎo)表達。腺相關(guān)病毒載體有CMV、mCMV、CAG、PGK、UbC、EF1a、GFAP等多種啟動子可供選擇,常用載體如下表。


載體名稱

包裝容量

載體用途

pAAV-CMV-MCS

<3kb

過表達

pAAV-CMV-MCS-ZsGreen

<2.2kb

過表達

pAAV-CMV-MCS-IRES-ZsGreen

<1.7kb

過表達

pAAV-CMV-MCS-IRES-mCherry

<1.7kb

過表達

pAAV-CAG-MCS

<2.4kb

過表達

pAAV-CAG-IRES-ZsGreen

<1.2kb

過表達

pAAV-ZsGreen-ShRNA

N/A

ShRNA

pAAV-tdTomato-ShRNA

N/A

ShRNA

pAAV-CMV-ZsGreen-miRNA

N/A

miRNA

pAAV-CMV-ZsGreen-MCS

N/A

過表達/miRNA


pAAV-MCS Stratagene 腺相關(guān)病毒系統(tǒng)

pAAV-RC Stratagene 腺相關(guān)病毒系統(tǒng)

pHelper Stratagene 腺相關(guān)病毒系統(tǒng)

pAAV-LacZ Stratagene 腺相關(guān)病毒系統(tǒng)

pAAV-IRES-hrGFP Stratagene 腺相關(guān)病毒系統(tǒng)

pCMV-MCS Stratagene 腺相關(guān)病毒系統(tǒng)


pAAV-MCS

過表達AAV載體

pAAV-EGFP

GFP標(biāo)記,空白AAV質(zhì)粒

pAAV-ZsGreen

GFP標(biāo)記,空白AAV質(zhì)粒

pAAV-tdTomato

RFP標(biāo)記,空白AAV質(zhì)粒

pAAV-ZsGreen-ShRNA

RNAi AAV載體,帶GFP標(biāo)記

pAAV-tdTomato-ShRNA

RNAi AAV載體,帶RFP標(biāo)記

pAAV-IRES-hrGFP

過表達AAV載體,帶GFP標(biāo)記

pAAV-IRES-ZsGreen

過表達AAV載體,帶GFP標(biāo)記

pAAV-IRES-tdTomato

過表達AAV載體,帶RFP標(biāo)記

pAAV-hRK1-IRES-ZsGreen

過表達AAV載體,帶GFP標(biāo)記,帶RK1啟動子

pHelper

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒

pAAV2/1

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型1

pAAV2/2

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型2

pAAV2/3

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型3

pAAV2/4

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型4

pAAV2/5

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型5

pAAV2/6

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型6

pAAV2/7

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型7

pAAV2/8

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型8

pAAV2/9

AAV系統(tǒng)質(zhì)粒,血清型9

pDC316-mCMV-EGFP

過表達腺病毒載體,帶GFP標(biāo)記

pDC316-mCMV-ZsGreen

過表達腺病毒載體,帶GFP標(biāo)記

pDC316-mCMV-tdTomato

過表達腺病毒載體,帶RFP標(biāo)記

pDC316-EGFP-ShRNA

RNAi 腺病毒載體,帶GFP標(biāo)記

pDC316-ZsGreen-ShRNA

RNAi 腺病毒載體,帶GFP標(biāo)記

pBHG(E1E3)

Ad5型腺病毒系統(tǒng)質(zhì)粒

pBGN-ShRNA1

RNAi腺病毒表達載體,帶GFP標(biāo)記

pBGN-ShRNA2

RNAi腺病毒表達載體,帶GFP標(biāo)記

pBGN-ShRNA3

RNAi腺病毒表達載體,帶GFP標(biāo)記

pBGN-ShRNA4

RNAi腺病毒表達載體,帶GFP標(biāo)記

pBGN-ShRNA

RNAi表達載體,帶GFP標(biāo)記

pBGN-MiRNA

microRNA表達載體,帶GFP標(biāo)記

pBRN-ShRNA

RNAi表達載體,帶RFP標(biāo)記

pBIGN-ShRNA

RNAi表達載體及過表達載體,帶GFP標(biāo)記





另外,BioVector NTCC質(zhì)粒載體菌種細胞基因保藏中心提供腺病毒系統(tǒng)(Stratagene): pAdEasy-1,pShuttle-CMV,pShuttle,pAdTrack, pAdTrack-CMV, pXC1, pBHGE3,pShuttle-IRES-hrGFP-1、pShuttle-IRES-hrGFP-2、pShuttle-CMV-lacZ, pShuttle-CMV-EGFP-C


配套大腸桿菌BJ5183,以及293 cell line,293T cell line.




AAV應(yīng)用介紹




A. AAV9感染小鼠腦組織PMID: 23503602

B. AAV2感染大鼠腦組織

C. AAV2感染腎臟PMID: 23216315

D. AAV感染心臟PMID: 20703310

E. AAV9感染骨骼肌PMID: 21811247

F. AAV感染肝臟PMID: 19861950





Biovector Science Lab可提供近萬種質(zhì)粒載體、菌株、基因和細胞株,做為美國質(zhì)粒載體基因菌株庫存中心駐分庫及唯一辦事處,Biovector Science Lab可為您提供便捷一站式的質(zhì)粒載體菌株產(chǎn)品服務(wù),訂購,報關(guān),繳稅,運輸,復(fù)雜文件申報簽署全程跟蹤。Biovector并可提供實驗技術(shù)外包服務(wù),如基因克隆、質(zhì)粒構(gòu)建、蛋白原核、真核表達及純化、病毒包裝、基因沉默RNAi、蛋白質(zhì)組學(xué)研究、色譜/質(zhì)譜鑒定等服務(wù)。您一定能從這找到所需要的資源和技術(shù)服務(wù)。


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