慢病毒、腺病毒和腺相關病毒(AAV)等都是常用的工具病毒載體,在肺部研究中該如何選擇呢?
1. 慢病毒:慢病毒具有毒性低、損傷小的特點,且病毒感染細胞后,可以整合入基因組長期表達,是細胞實驗的首選。應用于肺部在體注射時,引起的免疫反應較為溫和。
2. 腺病毒:腺病毒滴度高,載體容量大。但應用于在體注射時易引起較強烈的免疫反應,嚴重時可導致實驗動物死亡。
3. 腺相關病毒AAV:AAV 體積小,滴度高,擴散性好,是在體實驗的首選。AAV有多種血清型,不同的血清型對不同的臟器有較高的識別及感染能力。AAV5、AAV6和AAV9等對于肺有較高的趨向性。目前,AAV已經應用于肺囊性纖維化的臨床實驗中。
了解了這些病毒載體在肺部研究中的優勢和不足后,如何根據實驗目的來挑選合適的基因操作工具呢?建議您可以從以下這幾個方面出發:
1. 工具載體的表達時間與實驗觀察時間是否相符;
2. 工具載體可以容納的片段大小與目的基因大小是否契合;
3. 工具載體對目的細胞、在體組織的轉導是否足夠高效。
病毒表達系統 | 慢病毒 | 腺病毒 | 腺相關病毒 |
外源基因表達時間 |
2-4天開始表達 長時間穩定表達 |
1-2天開始表達 持續7-14天 |
7-14開始表達 細胞分裂不旺盛部位可長時間表達 |
插入片段大小 | < 4kb | < 5-8kb |
<2.8kb (包括必須的啟動 子以及熒光或者標簽元件) |
穩定細胞株篩選 |
可以,外源基因整合于 主基因組,篩選簡單 |
不可以,瞬時表達外源 基因傳代后效果減弱 |
不可以 |
細胞實驗 | 首選,廣譜,感染效率高 |
廣譜,感染效率高, 適合原代非增殖細胞感染 |
不適合細胞實驗 |
動物實驗 |
適合,根據觀察時間 和注射部位選擇 |
較適合(免疫原性高), 根據觀察時間和注射部位選擇 |
首選,根據觀察時間和注射部位選擇 |
滴度 | 最高可達109TU/ml | 高達1012pfu/ml | 高達1012-13v.g/ml |
常用基因操作工具選擇指南
吉凱小建議:
1. 在基因大小允許的前提下,在體實驗建議優先選擇腺相關病毒(AAV)。AAV具有滴度高,擴散效果好,免疫原性低等特點。AAV5/6/9血清型對肺有較好的趨向性,其中AAV9在肺部的表達最強,且產生的免疫反應較小。點擊了解更多AAV血清型選擇小竅門>>
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1 | 2 | 5 | 6 | 8 | 9 | DJ | PHP.eB | PHP.S | Retro |
心臟 | √ |
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肝臟 |
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肺 |
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胰腺 |
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骨骼肌 | √ | √ |
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神經 | √ | √ | √ |
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眼部 |
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AAV 血清型的趨向性
2. 細胞體外感染建議選擇慢病毒:慢病毒在感染細胞后2-4 天開始表達,且對細胞毒性低、損傷小。
3. 如需目的基因在肺部中特異性表達,可使用組織特異性啟動子,如肺上皮細胞特異性啟動子SP-C。吉凱提供組織特異性啟動子載體的病毒包裝服務,點擊了解>>
肺部病毒感染常用的方法有系統注射(尾靜脈注射或腹腔注射)、及鼻內或氣管內遞送(經呼吸道)等。下面,以鼻內滴注為例做詳細說明。
1. 使動物處于足夠深的麻醉狀態,以防止小鼠運動或對載體的反應而打噴嚏或咳嗽,但也需要防止小鼠麻醉過度而死亡。
2. 將小鼠以背臥姿勢固定,并慢慢地將AAV 懸液通過小鼠鼻孔內壁逐滴滴入,為保證最大的肺部感染效率,最小體積為50μL(每個鼻孔25μL),最大體積為75μL(每個鼻孔37.5μL)。待小鼠呼吸恢復正常后,再滴入一次75μL 的AAV 懸液。
3. 將小鼠輕輕從工作臺拿下,并將頭部和胸部用折疊的紙巾小幅度墊高,以保證小鼠順暢的呼吸。待小鼠蘇醒后,放回鼠籠。
備注:鼻內滴注法是一種直接的AAV 感染法,操作簡單且對設備要求低。但AAV 顆粒容易沉積在上呼吸道(鼻道、鼻竇和咽)和胃腸道,如需要有效地感染到下呼吸道,則需要加大AAV劑量。
以下表格中為吉凱客戶應用文獻總結(部分)。更多肺部病毒注射參數,點擊查看與下載>>
1. 慢病毒
注射方式 | 注射參數 | 檢測時間 | 文獻 |
小鼠靜脈 |
病毒滴度5x 107TU/ml |
5天、30天 | Inhibiting toll like receptor 4 signaling ameliorates pulmonary-fibrosis during acute lung injury induced by lipopolysaccha-ride:an experimental study[J]. Respiratory research, 2009. |
大鼠側尾靜脈 |
1x108TU 每2周注射一次 共注射1個月 |
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KLF5 mediates vascular remodeling via HIF-1x in hypoxic pulmonary hypertension[J. American Journal of Physiolo-gy-Lung Cellular and Molecular Physiology, 2016. |
小鼠腹腔注射 |
2x106TU 分別在1,3,7, 10, 14, 21, 28 and 35天注射 |
40天后 處死小鼠 |
miR- 18a-5p Inhibits Sub-pleural Pulmonary Fibrosis by Tar-geting TGF- β Receptor I.J] .Mol. Ther, 2017 |
大鼠腹腔注射 | 3E+8 TU/kg rat | 14天 | Placenta growth factor contributes to cell apoptosis and epithe-lial-to-mesenchymal transiltion in the hyperoxia -induced acutelung injury[J]. Life sciences, 2016 |
小鼠鼻內滴注 | 50μL,4x107PFUs |
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Silencing Angiopoietin- Like Protein 4 (ANGPTL4) Protects Against Lipopolysaccharide. Induced Acute Lung Injury Via Regulating SIRT1/NF - kB Pathway[J]. Journal of cellular physiology, 2015 |
代表文獻 Cell death & disease,2017,8(1):e2566
2. 腺病毒
注射方式 | 注射參數 | 檢測時間 | 文獻 |
大鼠尾靜脈注射 | 病毒滴度1E+8 pfu/ml | 3天 | Adenovirus-delivered angiopoietin-1 treatment for phos-gene-induced acute lung injury[J]. Inhalation toxicology, 2013 |
小鼠鼻內滴注 | 5E +8 pfu/mouse | 4天 | Uncoupling protein 2 increases susceptibility to lipopolysac-charide-induced acute lung injury in mice[J]. Mediators of inflammation, 2016. |
代表文獻 Europenan Respiratory Journal,2010,36(4):907-914
3. 腺相關病毒AAV
代表文獻 Human Gene Therapy,2007,18(4):344-354
1. miR-18a-5p Inhibits Sub-pleural Pulmonary Fibrosis by Targeting TGF-β Receptor II[J]. 2016,Molecular Therapy (IF= 7.008). 吉凱產品:慢病毒 研究領域:肺纖維化 華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院
2. Uncoupling protein 2 increases susceptibility to lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice[J]. 2016, Mediators of inflammation (IF= 3.549). 吉凱產品:腺病毒 研究領域:急性肺損傷 陸軍軍醫大學新橋醫院