构建AAV(腺相关病毒)载体是基因治疗和基因编辑研究中常见的技术之一。以下是构建AAV载体的常规步骤:

1. 设计载体

选择目的基因:根据实验目的,确定插入的目的基因序列。

选择启动子:启动子控制目的基因的表达,例如:泛组织启动子:如CMV、CAG。组织/细胞特异性启动子:如Synapsin(神经元特异性)、GFAP(胶质细胞特异性)。

设计调控元件:包括增强子、polyA信号等,优化基因表达。

2. 构建重组质粒

(1)选用AAV骨架质粒:AAV质粒通常包含以下元件:

ITR序列:AAV的反向末端重复序列,用于包装。

表达盒:目的基因、启动子、polyA信号。

(2)插入目的基因

使用限制性内切酶酶切载体和目的基因。

利用酶切位点或重组技术(如Gateway、Gibson Assembly)插入目的基因。

(3)验证质粒

测序确认目的基因的正确插入及无突变。

进行小量质粒提取并检测酶切图谱。

3. 生产和包装AAV

(1)选择包装细胞系:一般使用HEK293T细胞。

(2)共转染

AAV骨架质粒:含ITR和目的基因。

包装质粒:编码AAV的结构蛋白(如Cap和Rep基因)。

辅助质粒:提供辅助病毒(如腺病毒或其他)的功能元件。

(3)细胞培养:细胞通常培养48-72小时,待病毒产生。

病毒收获

裂解细胞(冻融或超声处理)。

收集细胞裂解液和培养上清。

4. 纯化AAV病毒

沉淀法:如PEG沉淀。

密度梯度离心:如CsCl密度梯度或碘化铯离心。

柱层析:使用阳离子交换柱或亲和柱纯化。

缓冲置换:使用超滤离心或透析方法更换病毒储存缓冲液。

5. 测定病毒滴度

qPCR法:检测病毒基因组拷贝数。

ELISA法:检测AAV衣壳蛋白。

感染测定:根据目的基因表达情况评估功能性滴度。

6. 验证病毒功能

感染细胞或动物模型,检测目的基因表达(如qPCR、Western blot、荧光显微镜)。

通过上述步骤,可以成功构建和生产AAV载体,并用于下游实验或治疗研究。如果需要更高的效率或复杂的设计,可以结合优化手段,如使用AAV变体(serotype)以增强组织特异性和感染效率。