慢病毒(Lentivirus)是逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種,它需要相對(duì)較長(zhǎng)的孵育時(shí)間,所以稱之為“慢”病毒,Lenti在拉丁文中就是慢的意思。它包括人免疫缺陷病毒(HIV)、貓免疫缺陷病毒(FIV)、猿免疫缺陷病毒(SIV)、牛免疫缺陷病毒等。其中研究zui多的是HIV-1慢病毒。
慢病毒載體(Lentivirus vector)是以慢病毒基因組為基礎(chǔ),由所需的目的基因取代部分基因構(gòu)建而成。目前使用的慢病毒載體多采用HIV-1基因組改造而來。與一般的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體相比,慢病毒載體對(duì)分裂細(xì)胞和非分裂細(xì)胞均具有感染能力而具有更廣的宿主范圍。慢病毒載體還可以將外源基因有效地整合到宿主染色體上,從而實(shí)現(xiàn)持久表達(dá)。在感染能力方面可以有效感染神經(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,又很少引發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng),能達(dá)到良好的基因治療效果,具有廣闊的應(yīng)用前景。
隨著人們對(duì)慢病毒載體的深入研究,為了提高慢病毒在臨床上使用的安全性,慢病毒載體的優(yōu)化也在不斷的探討中。慢病毒載體的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段,*代慢病毒載體系統(tǒng)是以三質(zhì)粒系統(tǒng)為代表,在構(gòu)建時(shí)把HIV-1基因組中進(jìn)行包裝、逆轉(zhuǎn)錄和整合所需的順式作用原件與編碼反式作用蛋白的序列分離,分別構(gòu)建在三個(gè)質(zhì)粒表達(dá)系統(tǒng)上,即包裝質(zhì)粒、包膜質(zhì)粒和載體質(zhì)粒。包裝質(zhì)粒在巨細(xì)胞病毒(cytomegalovirus, CMV)啟動(dòng)子的作用下,控制除env以外所有病毒結(jié)構(gòu)基因的表達(dá);包膜質(zhì)粒編碼水泡口炎病毒(vesicular stomatitis virus,VSV)G糖蛋白;載體質(zhì)粒中含有目的基因。用這三種質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染包裝細(xì)胞如人胚胎腎293T細(xì)胞,在細(xì)胞上清中即可收獲只有一次感染能力、而無復(fù)制能力的慢病毒顆粒。*代慢病毒載體系統(tǒng)的特點(diǎn)是在構(gòu)建三種包裝質(zhì)粒時(shí),為了降低產(chǎn)生有復(fù)制能力的病毒的可能性,盡可能減少三種質(zhì)粒之間的同源序列,但包裝質(zhì)粒中仍然保留HIV的附屬基因。第二代慢病毒載體系統(tǒng)是在*代的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),在包裝質(zhì)粒中刪除了HIV的所有附屬基因。這些附屬基因的去除并不影響病毒的滴度和感染能力,同時(shí)增加了載體的安全性。第三代慢病毒載體系統(tǒng)又增加了兩個(gè)安全特性:一是構(gòu)建自身失活的慢病毒載體,即刪除了U3區(qū)的3′LTR, 使載體失去HIV-1增強(qiáng)子及啟動(dòng)子序列,即使存在所有的病毒蛋白也不能轉(zhuǎn)錄出RNA;二是去除了tat基因,用異源啟動(dòng)子序列代替,這樣原始的HIV基因組中的9個(gè)慢病毒載體中只保留了3個(gè)(gag、pol和rev)。因此第三代慢病毒載體系統(tǒng)更加安全。
目前慢病毒已被廣泛地應(yīng)用在RNA干擾研究中。由于有些類型的細(xì)胞脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染的效果差,轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)的shRNA半衰期短,體外合成的siRNA對(duì)基因表達(dá)的抑制作用通常是短暫的,因此其應(yīng)用也受到了較大的限制。采用事先體外構(gòu)建能表達(dá)shRNA的載體,然后包裝成能表達(dá)shRNA的慢病毒顆粒,就能直接感染一些難對(duì)付的細(xì)胞,不僅方便易行,且可以達(dá)到基因表達(dá)的持久抑制效果。
基于慢病毒的慢病毒載體的研究已經(jīng)發(fā)展到一定水平,因此用慢病毒作為基因轉(zhuǎn)移載體的臨床研究已經(jīng)開始,在實(shí)驗(yàn)室和臨床研究中,慢病毒具有特別的優(yōu)點(diǎn),尤其是能感染非分裂期的細(xì)胞、免疫反應(yīng)小?,F(xiàn)在基于HIV的慢病毒載體的臨床研究已經(jīng)開始應(yīng)用于人體。
吉?jiǎng)P基因向市場(chǎng)提供的慢病毒產(chǎn)品使用的是安全性能更高第三代慢病毒載體系統(tǒng), 包裝質(zhì)粒提供必要的慢病毒基因,來形成病毒粒子的結(jié)構(gòu)蛋白和包裝功能; 包膜質(zhì)粒提供包膜蛋白;載體質(zhì)粒不僅表達(dá)目的基因,還提供包裝信號(hào)和順式作用原件。吉?jiǎng)P基因向市場(chǎng)提供的慢病毒滴度可達(dá)到1E+8 TU/mL,不必濃縮和純化,就能感染目的細(xì)胞。慢病毒感染目的細(xì)胞后用嘌呤霉素(puromycin)進(jìn)行篩選,或通過GFP發(fā)出的綠色熒光來篩選。讓您對(duì)人、小鼠、大鼠等基因功能研究更加方便、快捷。