AAV载体的制备是一个多步骤的过程,包括质粒构建、细胞培养、转染、病毒收获、纯化及质量控制等环节。整个过程需要严格的操作标准和质量把控,确保最终获得高效、高纯度的病毒载体。以下是AAV(腺相关病毒)载体的制备过程几个关键步骤。

1. 质粒准备与构建

AAV载体的制备需要以下几种质粒:

重组质粒(载体质粒): 包含目的基因(转基因)和AAV的反向末端重复序列(ITRs)。

辅助质粒(帮助质粒): 提供AAV复制所需的辅助功能,通常包括腺病毒的辅助基因(如E2A、E4和VA基因)。

包装质粒: 包含AAV衣壳蛋白(Cap)和复制蛋白(Rep)的编码序列。

质粒构建完成后,需要通过细菌扩增、提取和纯化高质量的质粒DNA。

2. 细胞培养与转染

选用包装细胞系,如HEK293细胞,这些细胞含有腺病毒E1基因,能辅助AAV的复制和包装。

将上述质粒混合(如使用质粒三重转染法),通过转染试剂(如PEI或脂质体)转染到HEK293细胞中。

转染后,质粒进入细胞内,载体质粒上的目的基因开始表达,同时辅助质粒和包装质粒的基因协同作用,启动AAV的复制和衣壳蛋白组装。

3. 病毒生产与细胞培养

转染完成后,细胞在培养基中继续培养约48-72小时。

在此期间,AAV病毒颗粒在细胞内合成并逐渐完成组装,最终累积在细胞中或培养上清中。

4. 病毒收获

根据AAV颗粒的分布情况,可以选择以下方法收获:

细胞裂解法: 通过冻融法或超声波裂解细胞,释放细胞内的病毒颗粒。

培养上清法: 如果AAV颗粒分泌到上清中,则直接收集上清。

5. 纯化

AAV病毒颗粒需要经过纯化以去除杂质。常用的纯化方法包括:

PEG沉淀法: 使用聚乙二醇沉淀病毒颗粒。

CsCl梯度离心法: 通过密度梯度超速离心将病毒颗粒纯化。

离子交换层析法: 根据病毒颗粒的电荷特性进行纯化。

亲和层析法: 使用特异性结合AAV衣壳蛋白的抗体或配体纯化病毒颗粒。

6. 浓缩与去除杂质

纯化后的病毒液体积较大,可使用超滤浓缩法进行浓缩。

此外,进行去内毒素、去除宿主DNA和RNA等残留杂质的处理,确保病毒载体的纯度和安全性。

7. 病毒滴度检测与质量控制

滴度检测: 通过qPCR、ELISA或生物学方法检测病毒颗粒的滴度(vg/mL或TU/mL)。

质量控制: 检测纯度、内毒素水平、宿主蛋白污染和病毒基因组的完整性等指标。

8. 病毒储存

纯化后的AAV病毒载体通常储存于低温(-80°C) 条件下,以保持其感染活性和稳定性。