重组腺相关病毒的生产主要基于三质粒(核心质粒pAAV-GOI/shRNA、血清型质粒pAAV-RC、辅助质粒pHelper)共转染HEK293T细胞。包装细胞反式提供rAAV的结构蛋白Cap及功能蛋白Rep,并在辅助质粒pHelper的帮助下,高效地将带有ITR的目的DNA片段包装到包装到rAAV病毒颗粒中。
图1 rAAV的生产流程
1. rAAV载体构建
1)根据实验目的和受试细胞选择不同的rAAV载体。一般通过简单酶切-连接-转化-测序的方式将目的基因克隆至rAAV表达载体,并验证载体表达功能。
2)为了获得高质量、高浓度且低内毒素含量的质粒,通过柱离心法及去内毒素试剂进行质粒DNA纯化。
图2 rAAV核心质粒构建流程图
2. rAAV 病毒包装流程(293T贴壁)
(1)细胞准备
从液氮灌中取出冻存细胞,迅速放入37℃水浴锅中复苏,离心后向细胞中加入新鲜培养基,37℃、5%CO2条件下培养,每2-3天进行细胞传代;待细胞生长正常后转入10cm的培养皿中贴壁培养备用。
(2)质粒转染
当细胞密度达到约80~90 %的汇合率即可进行转染,将转染三质粒体系按照一定比例配置后,按照每皿1000μL体系进行转染及培养。
(3)细胞培养
培养一天后,通过显微镜观察细胞转染情况。一般情况下需转染效率在80%以上,转染率过低会导致病毒产量下降。
(4)病毒收毒及除杂
培养72hr后,收集病毒上清。将病毒培养上清液低温离心去除细胞碎片,并加入适量核酸酶,37℃去除游离的核酸,然后加入PEG8000/NaCl溶液过夜聚沉。
(5)病毒纯化及浓缩
将聚沉的病毒用PBS进行重悬并置于超速离心机进行密度梯度离心;离心后,抽取病毒对应层的溶液,利用透析袋进一步4℃透析过夜;第二天将透析液0.22um过滤,并通过浓缩管进行浓缩和清洗,达到除杂和浓缩的目的。
二、rAAV质量检测
腺相关病毒的质量主要包括滴度检测、纯度检测、无菌检测、支原体检测及内毒素检测。
(1)滴度检测
检测方法:完整的rAAV病毒粒子含有1个拷贝的基因组DNA,将病毒样品进行酸碱裂解处理,使其暴露出基因组DNA。进一步利用特异性的引物进行荧光定量PCR实验,检测rAAV病毒粒子的DNA拷贝数,即rAAV的数量VG(Viral genomes),换算成单位体积中rAAV的含量,即rAAV的滴度VG/mL(Viral genomes/mL)。
QC标准:滴度≥1.0E+12 VG/mL
2)纯度检测
检测方法:利用SDS-PAGE方法对病毒样品进行纯度检测。
QC标准:银染染色结果中,只有VP1 、VP2 、VP3 三种蛋白的染色条带,亮度比约为1:1:10且无明显杂带。
(3)无菌检测
检测方法:将病毒样品接种到适于各菌生长的培养基中,37℃培养7天后,检测细菌和真菌的生长情况。
QC标准:培养基需澄清透明,无任何细菌及真菌污染。
(4)支原体检测
检测方法:利用支原体16S rRNA基因的保守区设计引物,通过凝胶电泳和荧光定量检测病毒样品中有无支原体的污染。
QC标准:PCR胶图无条带。
(5)内毒素检测
检测方法:按照内毒素检测鲎试剂盒(试管定量显色基质法)使用说明书进行操作。
QC标准:<10EU/ml