慢病毒(Lentivirus)转染细胞是一种基因转导方法,它利用慢病毒载体将外源基因导入细胞中,从而实现基因表达调控。慢病毒载体是一种基于HIV-1(人类免疫缺陷病毒)改造的病毒载体,具有感染范围广、能够整合入宿主基因组、稳定表达等特点,广泛应用于分子生物学研究和基因治疗中。
慢病毒转染细胞的原理主要包括以下几个步骤:
病毒颗粒的制备:
慢病毒载体通常由四个主要部分组成:包装质粒(packaging plasmid)、逆转录酶质粒(reverse transcriptase plasmid)、VSV-G包膜蛋白质粒(VSV-G envelope protein plasmid)和含有目的基因的慢病毒载体质粒(transfer plasmid)。
这些质粒在包装细胞(如HEK293T细胞)中共转染,以产生含有目的基因的慢病毒颗粒。
病毒颗粒的释放:
包装细胞产生病毒颗粒后,这些颗粒会从细胞中释放出来。
病毒颗粒的感染:
释放的慢病毒颗粒可以感染目标细胞。慢病毒具有广泛的宿主范围,可以感染分裂和非分裂的细胞。
病毒RNA的逆转录:
慢病毒颗粒进入目标细胞后,其RNA基因组被逆转录成DNA形式。
病毒DNA的整合:
逆转录形成的DNA被整合到宿主细胞的基因组中。这一过程由病毒编码的整合酶催化。
基因表达:
一旦整合,外源基因可以被宿主细胞的转录机制激活,实现目的基因的表达。
长期稳定表达:
由于慢病毒载体的整合特性,外源基因可以在宿主细胞中长期稳定表达。
慢病毒转染的优势在于:
广泛的宿主范围:可以感染多种类型的细胞,包括非分裂细胞。
高效率:转染效率高,可以实现较高的感染率。
长期表达:外源基因可以稳定整合到宿主基因组中,实现长期表达。
安全性:经过改造的慢病毒载体去除了病毒的致病基因,降低了致瘤风险。
慢病毒载体在基因治疗、基因功能研究、蛋白质生产等领域有着广泛的应用。