腺相关病毒(AAV,Adeno-Associated Virus)是一种常用于基因治疗的病毒载体,能有效携带目的基因用于基因治疗、基础研究或疫苗开发等领域,其包装流程通常分为以下几个步骤:

1. 质粒准备

包装AAV载体需要三种质粒:

  • 转移质粒(Transfer Plasmid):含有目的基因以及AAV的倒置末端重复序列(ITR)。ITR序列是AAV的关键结构,决定病毒基因组的包装。
  • 辅助质粒(Helper Plasmid):提供AAV包装所需的病毒辅助因子,如腺病毒的E2A、E4、VA基因,这些因子是帮助病毒复制和装配的。
  • 包装质粒(Rep/Cap Plasmid):编码AAV的包装蛋白,包括Rep(复制)和Cap(衣壳)蛋白,用于AAV的复制和形成病毒衣壳。不同的Cap基因决定了AAV的血清型。

2. 细胞转染

  • 选择合适的宿主细胞系(如HEK293细胞),这些细胞对AAV的包装效率高。
  • 使用化学试剂或电穿孔法将上述三种质粒同时转染入细胞。转染后,细胞开始合成目的基因的mRNA以及AAV的包装蛋白。

3. 病毒复制和包装

  • 转染成功后,细胞内开始复制目的基因的DNA,并在Rep/Cap蛋白的帮助下将这些DNA包装进新形成的AAV衣壳中。
  • 辅助质粒中的腺病毒辅助因子确保AAV能够有效复制。

4. 病毒收集

  • 转染完成后,经过48-72小时的培养,细胞内会积累大量的AAV颗粒。
  • 通过裂解细胞(如超声波裂解或冻融法),释放出细胞内的AAV病毒。

5. 病毒纯化

  • 为了获得高纯度的AAV颗粒,通常需要进行纯化。常用的纯化方法包括:
    • 氯化铯密度梯度离心法:根据AAV的密度分离病毒颗粒。
    • 层析法:如离子交换层析、亲和层析等,进一步纯化AAV。

6. 病毒浓缩

  • 将纯化后的病毒通过超滤或沉淀等方法浓缩,以提高病毒滴度。

7. 病毒定量

  • 使用实时PCR(qPCR)、酶联免疫吸附试验(ELISA)或荧光标记等方法,测定病毒颗粒的浓度。

8. 病毒储存

  • 最终,包装好的AAV病毒可存放在低温条件下(通常是-80°C),以维持病毒的活性并便于后续实验或治疗使用。