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慢病毒原理慢病毒，又称慢性病毒，是一类感染机体后具有长期潜伏期的病毒。
与急性病毒不同，慢病毒具有较长的潜伏期和慢性发展过程，因此对人类和动物健康造成了长期的威胁。
慢病毒的原理主要包括传播途径、感染过程和致病机制。
首先，慢病毒的传播途径多样，主要包括血液传播、性传播、母婴传播和空气传播等。
其中，血液传播是慢病毒最为常见的传播途径之一，例如艾滋病病毒（HIV）通过血液传播是造成艾滋病的主要原因之一。
另外，慢病毒还可以通过性接触、母婴垂直传播和呼吸道飞沫传播等途径传播，因此在预防和控制慢病毒感染方面需要采取多种有效的措施。
其次，慢病毒的感染过程相对复杂。
一般来说，慢病毒感染后会经历潜伏期，这段时间内病毒在宿主体内进行潜伏和复制，但并不引起明显的临床症状。
随着时间的推移，病毒逐渐破坏宿主的免疫系统和器官组织，最终导致慢性疾病的发生。
以乙型肝炎病毒为例，感染者在潜伏期内往往没有明显症状，但长期感染会导致肝脏损伤，甚至引发肝硬化和肝癌等严重后果。
最后，慢病毒的致病机制涉及多个方面，包括病毒的侵入、复制和传播，以及宿主免疫系统的应答和病理损伤等。
病毒侵入宿主细胞后，利用细胞内的生物合成机制进行复制，不断增加病毒颗粒的数量。
同时，病毒的复制和蛋白质的表达会诱导宿主免疫系统的应答，但慢病毒往往能够逃避宿主的免疫攻击，导致病毒长期存在于宿主体内。
此外，慢病毒的复制和病理变化还会引起宿主组织的炎症反应和器官功能损伤，最终导致慢性疾病的发生和发展。
综上所述，慢病毒的原理涉及传播途径、感染过程和致病机制等多个方面，对于预防和控制慢病毒感染具有重要意义。
因此，加强对慢病毒的研究和监测，制定科学有效的防控策略，对于维护人类和动物健康具有重要意义。
慢病毒在病毒学研究中的应用随着科技的不断发展和进步，病毒学研究也在不断地深入和扩展。
慢病毒的发现和应用，为病毒学研究提供了新的思路和方法。
本文将探讨慢病毒在病毒学研究中的应用。
一、慢病毒是什么慢病毒是一种病毒，属于逆转录病毒的一类。
其基因组为RNA，但可以通过逆转录酶转录成为DNA。
慢病毒具有很强的侵染性，可以感染多种细胞，包括神经细胞和免疫细胞等。
慢病毒具有长周期的生命周期，可以在细胞中长期存在，慢慢地对细胞进行破坏。
慢病毒感染可以导致一些慢性疾病的发生和发展，如艾滋病等。
二、慢病毒在病毒学研究中的应用1. 基因治疗慢病毒可以用于基因治疗。
慢病毒感染后可以将基因序列导入细胞，并在细胞内进行表达和复制。
这为基因治疗提供了理论基础和实验依据。
因为慢病毒可以继续存在于细胞内，从而使导入的基因序列长期保持在细胞内，具有稳定和持久的表达效果。
而且慢病毒也可以甄别目标细胞，靶向进行基因传递。
这可以大大提高基因治疗的效果和成功率。
2. 疫苗开发慢病毒可以用于疫苗的开发。
疫苗的免疫机制是在免疫细胞中产生对病原体的免疫反应，并产生免疫记忆。
慢病毒可以被作为病毒载体，将目标病原体的基因序列导入免疫细胞中，使其产生对病原体的反应。
这样，就可以通过慢病毒制备出特异性疫苗，来预防和治疗一些病原体感染导致的疾病，如乙型肝炎等。
3. 疾病模型研究慢病毒可以用于疾病模型的建立和研究。
慢病毒的侵入和感染能力很强，可以模拟一些疾病在细胞和组织层面的发展和变化。
例如，慢病毒可以在神经细胞中表达外源基因，模拟一些神经退行性疾病的发生和发展过程。
这有助于揭示疾病的发生机制和治疗方法。
三、慢病毒在病毒学研究中的挑战和应对1. 安全性问题慢病毒具有侵染性和导入基因序列的能力，因此需要对其进行严格的安全性检测和监测。
在疫苗和基因治疗等方面的应用中，需要确保慢病毒对人体无害，不会导致不良反应和病原体的突变产生。
2. 菌株选择问题在慢病毒的应用过程中，需要选择最适合应用的菌株，以确保其对细胞和组织的侵染和基因导入效果最佳。
慢病毒使用手册慢病毒（Lentivirus）是一类非常常见的病毒，它属于逆转录病毒家族。
与其他病毒相比，慢病毒具有一些特殊的特征，使其在生物研究领域和基因治疗等应用中变得非常重要。
本文将介绍慢病毒的基本特征、制备和使用方法，以及慢病毒在基因转染、基因表达和基因治疗中的应用。
一、慢病毒的基本特征慢病毒是一类具有外包膜的病毒，其基因组由一条单链正义RNA组成。
慢病毒具有较大的基因载量能力，可携带长达9kb的外源DNA序列。
另外，慢病毒具有高度的细胞性选择性，能够感染多种哺乳动物细胞，并将外源基因稳定地集成到细胞基因组中。
二、慢病毒的制备方法慢病毒的制备包括构建慢病毒载体和包装慢病毒。
构建慢病毒载体通常采用三元质粒系统，其中包括基因载体、包装载体和包衣载体。
基因载体负责携带外源基因序列，而包装载体负责表达与慢病毒复制有关的基因，如gag、pol和env等。
包衣载体则负责表达包衣蛋白，使慢病毒能够正常装配和释放。
包装慢病毒的方法通常采用转染细胞的方式。
将构建好的慢病毒载体与包装载体和包衣载体一同转染到特定的细胞中，通过包装载体表达的基因来启动慢病毒的复制和包装过程。
经过适当的培养和处理后，可以获得高效包装的慢病毒颗粒。
三、慢病毒的使用方法慢病毒主要通过基因转染、基因表达和基因治疗等方式应用于生物研究和医学领域。
1. 基因转染：慢病毒可以用于将外源基因导入到细胞中，实现基因转染。
通过选择性的感染特定细胞或细胞系，可以研究和探索特定基因的功能和调控机制。
2. 基因表达：慢病毒可以被用作基因表达工具。
外源基因在细胞内被稳定地整合到基因组中，从而实现长期稳定的基因表达。
慢病毒可以用于产生稳定的细胞株，并通过基因敲入或敲除等方法研究基因功能。
3. 基因治疗：慢病毒在基因治疗中的应用非常广泛。
通过将修正后的基因导入到患者体内的细胞中，可以实现对某些慢病毒引起的遗传疾病的基因治疗。
此外，慢病毒载体还可以用于制备疫苗和用于癌症免疫治疗等领域。
慢病毒载体构建原理
慢病毒（lentivirus）是一类病毒，属于反转录病毒的一种。
慢病毒可以作为基因转移的工具，被广泛应用于基因治疗、基因编辑、干细胞研究等领域。
慢病毒载体构建是利用慢病毒作为基因传递的载体，将外源基因导入慢病毒基因组中，并通过慢病毒的复制和转录机制，将外源基因稳定地表达在宿主细胞中的过程。
慢病毒载体构建的原理主要包括以下几个步骤：
1. 选择适当的慢病毒载体，慢病毒载体通常由慢病毒的基因组和外源基因组成。
在构建慢病毒载体时，需要选择适当的慢病毒载体，通常选择已经经过改造的慢病毒载体作为基础，然后将需要表达的外源基因插入到载体中。
2. 插入外源基因，将需要表达的外源基因插入到慢病毒载体的适当位置。
通常采用限制性内切酶切割和连接酶连接的方法，将外源基因与慢病毒载体连接起来，形成重组的慢病毒载体。
3. 构建重组慢病毒载体，将插入了外源基因的慢病毒载体导入到适当的宿主细胞中，利用宿主细胞的复制和转录机制，使重组慢
病毒载体在宿主细胞中稳定复制和表达外源基因。
4. 验证慢病毒载体的稳定性和表达效果，对构建的重组慢病毒
载体进行验证，包括验证慢病毒载体在宿主细胞中的稳定性和外源
基因的表达效果。
通常采用PCR、Western blot等方法对慢病毒载
体进行验证。
总之，慢病毒载体构建是利用慢病毒作为基因传递的载体，将
外源基因导入慢病毒基因组中，并通过慢病毒的复制和转录机制，
使外源基因稳定地表达在宿主细胞中的过程。
这一技术在基因治疗、基因编辑、干细胞研究等领域具有重要的应用前景，对于疾病治疗
和生命科学研究具有重要意义。
慢病毒包装的原理
慢病毒（lentivirus）是一类RNA病毒，通常被用于基因转染和基因治疗。
慢
病毒包装是指将需要传递的外源基因包装到慢病毒颗粒中，以便将其传递到目标细胞中。
慢病毒包装的原理涉及到病毒颗粒的组装、包装信使RNA（mRNA）和包
装蛋白等多个步骤。
首先，慢病毒包装的原理涉及到病毒颗粒的组装。
慢病毒的组装是一个复杂的
过程，它涉及到病毒基因组的复制、转录和翻译等多个步骤。
在这个过程中，病毒基因组的RNA被转录成mRNA，然后被翻译成包装蛋白和其他病毒结构蛋白。
这
些蛋白质随后会组装成完整的病毒颗粒。
其次，慢病毒包装的原理还涉及到包装mRNA的过程。
在病毒颗粒组装的过
程中，包装蛋白会识别并结合到病毒基因组的特定序列上，然后将mRNA包装到
病毒颗粒中。
这个过程是高度特异性的，只有符合特定序列的mRNA才能被包装
到病毒颗粒中。
最后，慢病毒包装的原理还涉及到包装蛋白的作用。
包装蛋白在病毒颗粒组装
的过程中起着关键的作用，它能够识别特定的RNA序列，并将其包装到病毒颗粒中。
此外，包装蛋白还能够保护包装的mRNA免受降解的影响，从而确保外源基
因的稳定传递。
综上所述，慢病毒包装的原理涉及到病毒颗粒的组装、包装mRNA和包装蛋
白等多个步骤。
这些步骤是高度协调和特异性的，能够确保外源基因的稳定传递到目标细胞中。
因此，对慢病毒包装原理的深入研究不仅有助于我们更好地理解病毒传播和基因转染的机制，还有助于开发更高效、更安全的基因治疗和基因转染技术。
慢病毒的生物学特性及其致病机制慢病毒是一类具有强烈致病性的病毒，它们以极慢的速度破坏宿主正常生理功能、繁殖和分化能力，导致疾病的发展和进展。
与普通病毒比较不同的是，慢病毒在宿主体内可以持续存在很长时间，这增加了患者治疗和康复的难度。
1. 慢病毒的分类和基本结构特征慢病毒广泛存在于自然界中的哺乳动物、鸟类等多种生物中。
它们属于反转录病毒，具有某些细菌和动物毒素中没有的结构和特征。
慢病毒的病原体和感染机理十分复杂，不同种类的慢病毒具有不同的结构和基因组组成。
慢病毒的基本结构特征是具有外包膜和筛状结构的核糖体。
它们的外包膜包裹着一个内接膜，在其表面上伸出胞外糖蛋白，使得它们能够识别和与宿主细胞表面的特定受体相互作用。
同时，慢病毒的筛状结构既可以作为病毒基因组RNA的质朴，也可依赖于宿主细胞核酸酶所合成的DNA同步繁殖。
2. 慢病毒在宿主体内的繁殖和扩散慢病毒的开发依赖于它们能够在宿主体内生存并繁殖。
它们通过感染宿主细胞，利用细胞自身的生物合成机制，表示复杂的病毒蛋白和合成病毒基因组。
慢病毒得以在宿主细胞质中主导细胞代谢活动。
慢病毒在宿主体内的繁殖过程是长期缓慢的。
一些类型的慢病毒的复制可以生产DNA和RNA亚基，并且它们需要通过激活受体和核糖体的复杂机制，才能使病毒基因组复制或转录。
这使得慢病毒可以长期依赖于宿主细胞，使宿主体内病毒基因组的拷贝数目不断增加。
3. 慢病毒的致病机制慢病毒的致病机理十分复杂，它们具有多个不同的致病因素，并经常与宿主免疫反应的效应器相互作用。
慢病毒的感染机理包括直接细胞毒性和免疫调节。
慢病毒的直接毒性是指病毒和细胞直接交互可能造成毒性作用。
这是因为慢病毒感染宿主后，其基因组可以和宿主基因组相互作用导致细胞质发生持续性的炎症反应，此时会释放出任何病毒产物。
慢病毒的免疫调节机制是指病毒通过干预宿主免疫反应而导致的病理反应。
慢病毒感染后，会通过感染细胞的多个组织，使得免疫细胞进入炎症灶。
慢病毒的基本原理和应用慢病毒（Slow Virus）是指一种具有长期潜伏期或长期进展的病毒，在宿主体内繁殖较慢，而病程较长的感染性疾病。
慢病毒以肝炎病毒、感能病毒、人免疫缺陷病毒（HIV）等为代表。
慢病毒是一种特殊的病毒，其感染机制、致病机理和治疗方法都与其他病毒不同。
一、慢病毒的基本原理慢病毒的基本原理可以简单地分为以下几个方面。
1. 慢病毒的潜伏期长。
以艾滋病毒为例，患者感染后，可潜伏多年，甚至10年以上，其间没有任何症状表现。
这就给治疗患病的时机带来了难度，也使得艾滋病具有了很强的传染性。
2. 慢病毒可以长期影响人体的免疫系统。
慢病毒比其他病毒更加复杂，可以在人体内长期生存。
慢病毒通过影响人体的免疫系统，消耗人体的免疫力，使得患者陷入易感染、易发病、病程较长的状态。
3. 慢病毒的感染难以被查明。
由于慢病毒繁殖较慢，对人体产生的毒性较小，因此在感染初期难以快速检测出来。
这也是慢病毒传染性强的原因之一。
二、慢病毒的应用虽然慢病毒对人体的危害不小，但科学家也发现慢病毒也具有较大的疗效。
下面我们来看看慢病毒的应用领域。
1. 肿瘤治疗。
慢病毒呈现的长期作用和稳定的表达是其治疗肿瘤的重要特点之一。
利用载了有效目标基因的慢病毒病毒载体，经过基因修饰而改变其发病机制，可以将慢病毒载体作为介导治疗的载体，将其放置在肿瘤细胞中，从而减少肿瘤细胞的生长。
2. 神经退行性疾病的治疗。
神经退行性疾病是指一类慢性神经系统疾病，常常由于神经元死亡导致，如阿尔茨海默症、帕金森病等。
慢病毒通过基因修饰可帮助人体产生某种神经元离子通道，通过将离子通道放在感觉神经元和中枢神经元上，减少神经元死亡，保护人体神经系统的健康。
3. 病毒基因敲除治疗。
利用了慢病毒的基因敲除能力，将慢病毒转化成人体行为控制器，将慢病毒病毒载体作为载体，递送到患者体内，进行病毒治疗。
通过这种治疗方式，可以更加有效地处理患病问题，避免上述疾病的出现，并显著提高生命质量。
慢病毒使用操作指南慢病毒是一种常用的实验工具，广泛应用于细胞和分子生物学研究。
本文档旨在提供慢病毒使用的操作指南，帮助研究人员更好地利用慢病毒进行实验研究。
第一部分：慢病毒基本知识1. 什么是慢病毒？慢病毒是一种具有RNA基因组的病毒，属于反转录病毒。
它能够将自身的RNA基因组逆转录成DNA，再与宿主细胞的基因组融合，长期稳定地存在于宿主细胞中。
2. 利用慢病毒进行基因转染的优势相比其他常用的基因转染方法，慢病毒具有以下优势：- 高效性：慢病毒能够高效地转染多种类型的细胞，包括非分裂细胞。
- 长期稳定性：慢病毒转染的基因能够长期稳定地存在于宿主细胞中。
- 遗传稳定性：慢病毒转染的基因可以遗传给后代细胞，因此适用于长期实验研究。
第二部分：慢病毒使用的关键步骤1. 选择合适的慢病毒载体慢病毒载体是慢病毒的基础构建单元，其中包含转录启动子、报告基因等必要的元件。
根据实验需要选择合适的载体。
2. 包装慢病毒慢病毒的包装是将慢病毒载体与包装载体共转染至特定细胞株，通过包装载体中的包装酶，将慢病毒的RNA基因组逆转录成DNA，形成可复制的慢病毒。
3. 提取慢病毒经包装后的细胞培养基中含有包装好的慢病毒。
可通过超速离心等方法，将细胞培养物离心，提取慢病毒。
4. 病毒滴定病毒滴定是用来确定病毒滴度的重要步骤。
通过适当稀释提取的慢病毒，将其感染指定细胞株，计算出感染单位的浓度。
5. 慢病毒感染及筛选将提取的慢病毒添加至目标细胞中，通过细胞培养和筛选，筛选出具有所需基因的细胞株。
第三部分：慢病毒使用的注意事项1. 安全操作慢病毒具有一定的传染性，进行实验时需要遵守生物安全操作规范，佩戴一次性手套、口罩等个人防护装备，避免直接接触慢病毒。
2. 避免交叉感染实验室中使用慢病毒时，应尽可能避免交叉感染。
定期对实验室环境进行消毒，使用一次性材料，避免共享器械等措施可以减少交叉感染的风险。
3. 合理控制病毒滴度对于不同类型的细胞，需要确定合适的病毒滴度，以避免过度感染或感染不足的情况。
慢病毒——基因转移的潜在新载体用于基因治疗的载体系统可分为病毒性载体和非病毒性载体两类。
目前常用的病毒载体包括逆转录病毒载体、腺病毒载体、腺相关病毒载体、疱疹病毒载体、痘苗病毒载体等,但是这些载体均存在不足之处,严重影响了基因治疗的有效性及安全性。
在基因治疗中广泛应用的逆转录病毒载体存在的主要问题,是无法高效转导非分裂期细胞,而腺病毒载体虽然能转导非分裂期细胞,但在体内不能实现目的基因稳定的长期表达,且反复应用容易引起免疫反应。
慢病毒载体不但可以感染非分裂期细胞,还具有容纳外源性目的基因片段大、免疫反应小等优点,在基因治疗中具有广泛的应用前景。
现以HIV-1 为例,就慢病毒载体的生物学特征、慢病毒载体的构建、在基因治疗中的应用以及生物安全性等方面作一综述。
一、慢病毒载体的生物学特征慢病毒包括灵长类慢病毒,如人类免疫缺陷病毒(HIV) 和猴免疫缺陷病毒(SIV) ,以及非灵长类慢病毒如猫免疫缺陷病毒( FIV) 、马传染性贫血病毒(EIAV) 、牛免疫缺陷病毒(BIV) 和维斯纳-梅迪病毒(VMV)等。
目前,HIV-1、HIV-2、SIV、FIV 及EIAV被广泛研究用作基因治疗的载体,而其中又以HIV-1最为热门。
1.1 HIV-1 病毒形态与结构成熟的HIV-1 病毒直径100～120nm、呈20 面体对称结构、球形,电镜下可见一致密圆锥状核心,内有病毒RNA 分子和酶,后者包括逆转录酶、整合酶(integrase) 和蛋白酶(protease)。
HIV-1的最外层为脂蛋白包膜,膜上有表面蛋白 (gp120) 和相嵌蛋白(gp41) 两种糖蛋白,gp120为刺突,gp41为跨膜蛋白。
包膜内面为P17 构成的基质蛋白(matrix) ,包膜内为衣壳蛋白(P24)包裹的RNA。
1.2 HIV-1 病毒基因组结构及其功能特征HIV-1 的基因组由两条相同的正股RNA 链在5′端通过部分碱基互补配对而成二聚体。
病毒基因组全长约9200bp ,含有gag、 pol、env3 个结构基因以及tat 、rev、nef 、vif 、vpr 、vpu 6 个调节基因。
在病毒基因组的5′端和3′端各有相同的一段核苷酸序列,称为长末端重复序列(long terminal repeat ,LTR) 。
gag基因编码p55的蛋白前体,经蛋白酶裂解而形成病毒的核衣壳蛋白(p7) 、内膜蛋白 (p17) 和衣壳蛋白(p24) 。
pol 基因编码病毒复制所需的酶类,env 编码gp120 和gp41 两种包膜糖蛋白,决定病毒感染宿主的靶向性。
tat 基因编码的gp14 是一种反式激活的转录因子,与LTR 结合后能促进病毒所有基因的转录。
rev 基因编码的产物gp19 能促进未经拼接的大mRNA 分子从细胞核向胞浆转运,并相对减少拼接后小mRNA 分子的数量。
nef 基因编码负调节蛋白,对病毒的结构蛋白和调节蛋白的表达均有下调作用。
vif 编码产物与病毒体的感染性有关,vpu 产物与病毒的装配、成熟和释放有关,而vpr 编码产物的功能尚不清楚。
1.3 HIV-1 生活史HIV-1 病毒通过gp120 与宿主细胞的CD4 分子和趋化因子受体结合,然后将病毒的基因(RNA) 、蛋白及酶等释放到宿主细胞内;随后,逆转录酶将病毒RNA 转录成DNA,病毒DNA 在整合酶的作用下插入宿主细胞核的基因组中,此时的病毒DNA 也称为原病毒;紧接着,原病毒转录成mRNA ,mRNA 从细胞核进入细胞质,并利用宿主细胞的原料合成病毒的各种成分(蛋白质) ,新合成的各种蛋白、酶及RNA 等聚集在宿主细胞的膜下,病毒的包膜蛋白(gp120 ,gp41) 插入宿主细胞的细胞膜并形成一种未成熟的病毒(此时病毒无传染性) ;最后蛋白酶将病毒核心中的许多过长的蛋白及酶切短,便形成成熟的病毒。
病毒利用宿主细胞的细胞膜将自己包被起来,离开该细胞去寻找新的宿主。
1.4 慢病毒载体转导非分裂期细胞的分子机制慢病毒载体能转导非分裂期细胞,3 种分子元件决定了这种能力:MAN、IN 和vpr 。
这3 类蛋白利用细胞核的输入机制,靶向作用于细胞核的前整合复合物( PIC)。
细胞核的输入系统包括: 胞质蛋白、importin-a 、importin-b 及核孔蛋白。
importin-a含有一个细胞定位序列(NLS) 的结合位点,当含有NLS的蛋白与importin-a 结合在一起,发生构象变化,与importin-b 相互作用,然后importin-b通过与核孔蛋白结合,靶向作用于核孔复合物。
而在实际构建时,vpr 可以完全敲除而不影响慢病毒载体感染非分裂期细胞的能力。
二、慢病毒载体的构建2.1 早期HIV21 来源的慢病毒载体早期构建的HIV21 来源的慢病毒载体,是作为研究HIV21生物特性的工具,而非作为基因转移载体。
该慢病毒载体包含了完整的病毒基因组,仅仅是在env 基因框内插入了一个报告基因,由于存在病毒滴度较低,以及产生有复制能力的反转录病毒(RCR) 的巨大风险,这种载体从未被考虑用于基因治疗。
但是,这种载体可以应用于病毒的生物学研究。
2.2 第一代HIV-1 来源的慢病毒载体以Naldini以及Kafri构建的三质粒系统为代表。
该载体系统由包装质粒、包膜质粒及载体质粒3 种质粒组成。
载体质粒携带了5′端LTR 和全部5′端非翻译区域(包括gag 编码序列的350 个核苷酸) ,另外还带有rev 应答元件(Rev responsive element ,RRE) 及3′端LTR。
其瞬时表达盒采用巨细胞病毒(CMV) 启动子及增强子元件,在某些研究领域,可以携带绿色荧光蛋白基因、荧光素酶基因或半乳糖苷酶基因作为生物标记。
包装质粒由HIV-1 前病毒基因组作简单修改得到,其5′端LTR 由异源病毒启动子/ 增强子元件取代。
为了防止来自辅助质粒的RNA 衣壳化, 特意将5′端主要剪接供体位点 (splice donor site) 和gag 编码序列起始端之间的包装信号区(E/Ψ region) 删除,而下游的启动子由外源多聚腺苷酸信号(poly A)取代。
另外,利用点突变将env 编码序列打断,但仍然保留rev 反应元件。
这样的辅助结构能表达所有的病毒蛋白,包括tat 及rev(env除外) 。
env 由单独的包膜质粒携带并在病毒生产过程中共转染后表达。
本系统包膜质粒的改进之处在于,引入了VSV-G基因表达包膜结构,这样做的结果至少具有3个方面的积极意义: ①包膜的更换进一步降低了HIV-1 载体恢复成野生型病毒的可能; ②使HIV 载体感染宿主的范围不再仅限于CD4 + 细胞 ,而扩大到几乎能感染所有组织来源的细胞; ③VSV 的包膜赋予HIV 载体颗粒高度的稳定性,使其能够通过超速离心而浓缩,达到高滴度。
使HIV-1 载体滴度由105 转录单位(TU) / ml 达到 108TU/ ml 。
这样的改进无疑是HIV 载体系统走向应用而迈出的一大步。
2.3 第二代HIV-1 来源的慢病毒载体尽管第一代载体产生RCR 的几率极小,仍然不能忽略产生的可能性。
毕竟包装质粒可以表达除env 外所有HIV-1 病毒蛋白,其中部分蛋白与HIV-1的毒力密切相关,且已发现部分蛋白对细胞存在潜在的毒害作用,比如:vpr 可引起细胞周期停滞,vif能抑制某些细胞的生长而Nef 能引起凋亡。
1997年,Zufferey 等将包装质粒上的 vif 、vpr 、vpu 和nef 基因敲除,从而得到第二代慢病毒载体,而其他方面与上述第一代载体系统一致。
研究发现即使全部 4 个调节基因都被敲除。
病毒颗粒的产量也不会受到影响。
这种载体仍然具有体外感染非分裂期细胞、在体感染分化成熟大鼠神经元的能力,但是目前尚不能确定这种载体是否能转染全部种类细胞。
由于敲除的调节基因与野生型HIV-1 病毒的生活周期以及毒力密切相关,所以这些载体即使发生多位点重组形成RCR ,亲代病毒仍不具有致病性。
2.4 第三代HIV-1 来源的慢病毒载体利用慢病毒来源的包装系统的最大问题在于生产过程中可能产生复制型病毒。
当质粒DNA 转染进入包装细胞,以及辅助质粒及载体质粒的RNA 包装入同一病毒颗粒时,将有可能发生重组。
减少这种可能性的方法之一就是减少辅助质粒与载体质粒的同源性。
另一个方法便是将gag/ pol 和rev 编码序列隔离,分散在不同的质粒。
这样的包装系统需要四质粒来代替原有的三质粒包装系统。
质粒一携带了gag/ pol 编码序列及RRE;质粒二包含了编码rev 的序列;质粒三是载体质粒;质粒四表达env。
采用四质粒代替三质粒系统、除去tat 均减少了产生复制型病毒的可能性,从而增加了载体系统的安全性。
2.5 自身失活型(SIN) 慢病毒载体由于具有逆转录方式的特点,在逆转录过程中存在于病毒基因组3′端U3 区的启动子/增强子元件将被复制,并置于前病毒两端的LTR。
因此,3′LTR 的U3 区启动子发生失活突变后,将在逆转录过程中转移至5′LTR。
如果这样的载体整合入靶细胞,将不会产生完整长度的载体RNA ,因此命名为“自身失活型载体”。
这种技术最先应用于莫洛尼氏小鼠白血病病毒(MoMLV) 载体和鸟类的脾坏死病毒(SNV) 载体。
进一步研究表明 ,U3 区的频繁突变将导致病毒滴度下降,原因是该区域的某些序列是载体有效多聚腺苷酸化所必需的。
在HIV-1 基因组内,核心多聚腺苷酸化信号存在R 区。
现已证实,U3 区序列能影响多聚腺苷的酸化效率。
与MoMLV 相比,将HIV-1的3′LTRU3 区(除上述多聚腺苷酸化增强相关序列,以及病毒整合酶识别的U3 区5′末端外) 删除后并不会影响滴度。
这种删除能确保病毒RNA 逆转录并整合入靶细胞染色体后,从5′LTR 端启动子起始的复制被有效抑制。
这种设计的另一个优势是能增强瞬时表达效率,这可能与减少了病毒LTR 和细胞启动子之间的启动子竞争有关。
2.6 其它类型在改进慢病毒载体生物安全性的同时, 科学家们在基因转移效率方面对病毒载体做了一些改构,以期提高目的基因的转导效率及在靶细胞中的表达效率。
Zufferey 等将美洲旱獭肝炎病毒的翻译后调节元件(WPRE) 插至载体3′末端。
翻译后水平WPRE可以促进转录物出核,还可以通过上调初级转录物的多聚腺苷化,来增加胞内信使RNA 总量,最终改进转移基因的表达效率。
另外,科学家尝试在SIN 载体中修复118bp 的cPPT序列,发现在分化与非分化灵长类动物细胞中,载体转导效率显著提高。
三、慢病毒载体的包装大部分研发人员目前都使用瞬时转染293T 细胞的方式生产病毒载体。
