基因片段可以借助辅助质粒来进行病毒包装吗

3月 20, 2025

是的，基因片段可以借助辅助质粒（helper plasmid）进行病毒包装，尤其是在慢病毒（Lentivirus）、腺相关病毒（AAV）和腺病毒（Adenovirus）等病毒载体系统中。

1. 辅助质粒在病毒包装中的作用

辅助质粒通常提供病毒的包装蛋白（Packaging Proteins），帮助基因片段组装成病毒颗粒，而不携带病毒的全部基因组信息，因此不会产生具有复制能力的病毒。

  • 慢病毒（Lentivirus）系统

    • 包装质粒（Packaging Plasmid）：通常提供 gag、pol、rev、tat 等基因，用于编码病毒的结构和功能蛋白。
    • 包膜质粒（Envelope Plasmid）：如 VSV-G 质粒，提供病毒包膜蛋白，使病毒具有广谱感染能力。
    • 转移质粒（Transfer Plasmid）：携带目标基因片段，包含LTR（长末端重复序列），决定病毒的插入能力。

  • 腺相关病毒（AAV）系统

    • Rep/Cap 质粒：提供 AAV 的复制和衣壳蛋白（Rep 和 Cap）。
    • 辅助质粒（Helper Plasmid）：通常由腺病毒基因 E2、E4、VA 组成，提供病毒包装所需的辅助功能。
    • 转移质粒（Transfer Plasmid）：携带目标基因，并包含 ITR（反向末端重复序列），确保基因组包装到 AAV 颗粒中。

  • 腺病毒（Adenovirus）系统

    • 包装质粒（Packaging Plasmid）：编码病毒结构蛋白。
    • 辅助质粒（Helper Plasmid）：提供早期基因（如 E1A、E1B），以支持腺病毒的复制和包装。
    • 转移质粒（Transfer Plasmid）：携带目标基因，通常插入到 E1 缺失的腺病毒载体中。

2. 实验流程

  1. 共转染（Co-transfection）：将转移质粒、辅助质粒及包装质粒共转染到 HEK293T 细胞中。
  2. 病毒颗粒形成：细胞内表达病毒蛋白，并组装病毒颗粒，目标基因被封装进去。
  3. 病毒收获与纯化：48-72 小时后收集病毒上清，通过超速离心、透析等方法纯化。
  4. 病毒滴度测定：使用 qPCR、ELISA 或 TCID50 法测定病毒滴度，以确保感染效率。

3. 关键注意事项

  • 选择合适的包装系统：不同的病毒系统适用于不同的实验需求，如 AAV 适用于体内基因治疗，慢病毒适用于稳定基因表达等。
  • 优化转染条件：提高病毒包装效率，如使用优化的转染试剂、提高 DNA 纯度等。
  • 病毒安全性考虑：慢病毒通常缺失关键的复制基因，使其成为复制缺陷型（Replication-deficient），但仍需在 P2 或 P3 实验室中操作。