不同代的慢病毒包装(第一代、第二代和第三代)因慢病毒载体系统的设计和组成而异。慢病毒是逆转录病毒的一种亚型,可以感染分裂和非分裂细胞,广泛用于基因治疗研究和开发,作为 DNA 递送载体。

从第一代到第三代的进化是由提高安全性、降低产生具有复制能力的慢病毒的风险和提高基因递送效率的需求驱动的。研究人员根据其特定的应用要求和安全考虑来选择慢病毒包装系统。

在设计慢病毒转染方案时,选择正确的慢病毒包装代非常重要。

第一代慢病毒包装:

1、基本慢病毒载体系统由三个质粒组成:

转移载体(包含目标基因)

包装质粒(提供必需的病毒蛋白)

包膜质粒(编码病毒包膜蛋白)。

2、包装质粒通常编码病毒颗粒形成和 RNA 包装所必需的 gag、pol 和 rev 基因。

3、包膜质粒编码病毒包膜糖蛋白,通常来源于水泡性口炎病毒 (VSV-G) 或天然 HIV-1 包膜糖蛋白。

 

第二代慢病毒包装:

与第一代系统相比,改进的安全功能:

在包装质粒中加入额外的突变,以减少能够自主复制的慢病毒 (RCL) 的产生。

RCL 可能在基因治疗应用中带来安全风险。

 

第三代慢病毒包装:

进一步改进安全功能:

将 gag/pol 和 rev 功能分离成两种不同的质粒,以减少导致 RCL 生成的重组事件的可能性。

三质粒系统包括一个转移载体、一个带有 gag/pol 的包装质粒和一个编码 rev 和包膜糖蛋白的单独质粒。

目前许多使用慢病毒作为首选载体的研究人员更喜欢第二代慢病毒包装或第三代慢病毒,因为这样可以提高基因递送效率并降低生物安全风险。

二代和三代慢病毒包装优点

第二代慢病毒包装:

1、安全性:第二代系统包括可降低产生具有复制能力的慢病毒 (RCL) 风险的修饰。如果安全性是主要考虑因素,但首选双质粒系统的简单性,则第二代系统可能是合适的。

2、简单:第二代系统设计更简单,只有两个质粒,一个用于转移载体,一个用于包装 (gag/pol) 和包膜蛋白。

 

第三代慢病毒包装:

增强的安全性:第三代系统通过将 gag/pol 和 rev 功能分离到不同的质粒中,提供额外的安全级别。这降低了可能导致 RCL 生成的重组事件的可能性。

减少重组:如果您的实验或应用需要关注重组事件的风险,则第三代系统可能是首选。

多功能性:第三代系统在载体设计和修饰方面具有更大的灵活性。将组分分离到不同的质粒中有助于在载体中包含额外的遗传元件,而不会影响包装组分。