在腺相关病毒(AAV)生产中,293T细胞发挥着关键的辅助和支撑作用,其主要功能集中在三个方面:高效转染、表达必要的辅助蛋白、以及AAV颗粒的组装和包装。
以下是293T细胞在AAV生产过程中的具体作用:
1. 高效转染
293T细胞是由人胚胎肾细胞(HEK293细胞)经过转染SV40大T抗原(SV40 Large T-antigen)得到的衍生株。SV40大T抗原可以识别并激活SV40来源的复制起始子序列,因此293T细胞能够在引入SV40复制起始子(例如常见的质粒中带有SV40起始子序列)后实现高水平的外源基因表达。
在AAV生产中,通常采用三质粒共转染的方法,其中:
- 质粒1:包含目的基因以及AAV的反向末端重复序列(ITRs),确保目的基因被包裹在AAV衣壳内;
- 质粒2:包含AAV的结构蛋白(VP1、VP2、VP3)编码序列,构建出AAV衣壳;
- 质粒3:提供腺病毒的辅助基因,如E1A、E1B、E2A、VA RNA等,支持AAV的复制和包装过程。
293T细胞具备极高的转染效率,使这些质粒能够同时进入细胞,保障AAV的高效生产。
2. 提供辅助蛋白表达
AAV的复制和包装过程需要辅助病毒(如腺病毒)提供的某些辅助蛋白来支持。在实际生产中,293T细胞通过辅助质粒(质粒3)提供了腺病毒的辅助基因,这些基因包括:
- E1A和E1B:启动AAV基因组的复制;
- E2A:参与DNA的复制;
- VA RNA:抑制细胞的抗病毒响应,从而使AAV的复制环境更加有利。
这些辅助基因被共转染进入293T细胞后,其表达产物能够有效支持AAV基因组的复制和转录过程。293T细胞因具有SV40大T抗原的支持,能够增强质粒中SV40起始子的活性,进一步提高辅助蛋白的表达量。
3. AAV颗粒的组装和包装
在AAV生产过程中,293T细胞不仅能够支持AAV基因组的复制,还可以表达AAV的衣壳蛋白(VP1、VP2、VP3)。这些衣壳蛋白通过正确的比例组装形成AAV的外壳,AAV基因组则被封装在这些外壳中。
在三质粒共转染体系中:
- AAV基因组(由质粒1提供的ITRs序列和目的基因)被复制并装入衣壳内;
- 衣壳蛋白(由质粒2提供)按特定比例表达,经过一系列细胞内过程装配成AAV衣壳;
- 最终在辅助蛋白(由质粒3提供的腺病毒辅助基因)的支持下,完成AAV基因组的包装,形成完整的AAV颗粒。
293T细胞在AAV生产中的具体作用总结如下:
支持多质粒高效共转染:实现高效的AAV基因组、衣壳蛋白和辅助蛋白的共同表达。
提供AAV基因组复制和包装所需的辅助蛋白:这些辅助蛋白由腺病毒的相关基因编码,293T细胞在转染后可以高效表达这些蛋白,促进AAV生产。
实现AAV衣壳的组装和基因组封装:293T细胞表达的衣壳蛋白与AAV基因组一起组装,形成具有感染性的AAV颗粒。
293T细胞是AAV生产过程中一个高效的载体细胞系,通过提供高效的基因转染和必要的辅助蛋白表达,确保AAV颗粒的高效组装和生成。