aav三质粒包装系统原理

2024年11月4日
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AAV三质粒包装系统是一种用于制备腺相关病毒(Adeno-associated virus, AAV)载体的系统,主要用于基因治疗中的基因递送。三质粒系统主要通过三个质粒协同表达来完成AAV载体的包装过程。

以下是三质粒系统的工作原理:

1. 三质粒组成

在AAV三质粒包装系统中,涉及三个关键质粒:

转移质粒(rAAV质粒):这个质粒含有要被传递的目标基因序列,通常位于两个AAV反向末端重复(ITRs)序列之间。ITR是唯一从野生型AAV中借用的序列,这些序列对于rAAV包装和整合至宿主细胞的基因组至关重要。

辅助质粒(Rep-Cap质粒):辅助质粒携带必需的rep和cap基因,这些基因编码AAV的复制(Rep)和衣壳(Cap)蛋白。Rep蛋白负责复制rAAV质粒,而Cap蛋白负责形成能够包裹rAAV质粒DNA的病毒盖壳。

助病毒质粒(Ad Helper质粒):助病毒质粒提供额外的Adenovirus蛋白,这些蛋白在包装过程中是必需的但不会被包含在最终的rAAV颗粒中。这些蛋白的功能包括增强病毒的复制、组装和细胞释放过程。

 

2. 包装过程

当这三个质粒共同转染到包装细胞(如HEK293细胞)中时,各自表达相应的蛋白和基因元件,实现AAV病毒的包装:

载体质粒上的目的基因在ITRs的帮助下形成一个完整的AAV基因组。

包装质粒中的cap和rep基因表达相应的AAV蛋白,rep蛋白负责复制AAV基因组,而cap蛋白形成AAV的衣壳。

辅助质粒中的腺病毒辅助基因提供包装所需的支持,增强AAV的复制和包装效率。

 

3. 结果

在这个系统中,AAV基因组被包裹在由cap蛋白形成的衣壳中,形成完整的AAV颗粒。随后,产生的AAV颗粒可以收集并纯化,用于基因递送实验。

 

三质粒系统的优势

  • 高效:三质粒系统可以在较短时间内获得高滴度的AAV载体。
  • 灵活性:不同目的基因可以很容易地插入载体质粒中,适应性强。
  • 安全性:相比其他病毒载体系统,AAV不引起明显的免疫反应且不整合入宿主基因组,较为安全。

 

AAV三质粒包装系统是一种有效、可靠的基因递送系统,被广泛应用于基因治疗和基础研究中。

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