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高度特异的慢病毒载体

来源:生物通
摘要:德国、奥地利和芬兰多个研究机构的科学家合作,根据识别细胞表面抗原的单链抗体,开发出一种灵活且高度特异的慢病毒载体靶向方法。他们生成了内皮细胞、神经元和造血祖细胞特异的慢病毒载体。对于大部分原代细胞的遗传修饰,病毒载体介导的转导一般是首选方法。慢病毒载体又特别受青睐,因为它们能够将基因稳定整合到染色......

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德国、奥地利和芬兰多个研究机构的科学家合作,根据识别细胞表面抗原的单链抗体,开发出一种灵活且高度特异的慢病毒载体靶向方法。他们生成了内皮细胞、神经元和造血祖细胞特异的慢病毒载体。文章发表在10月10日的《Nature  Methods》上。



对于大部分原代细胞的遗传修饰,病毒载体介导的转导一般是首选方法。慢病毒载体又特别受青睐,因为它们能够将基因稳定整合到染色体中,对增殖细胞和非增殖细胞都有效。市场上的慢病毒是由人类免疫缺陷病毒(HIV)改造而来的,并用水泡口炎病毒(vesicular  stomatitis  virus)的糖蛋白(VSV-G)来代替HIV-1的包膜进行包装,从而更安全,宿主范围更广。慢病毒载体非选择性地进入人、小鼠和大鼠等几乎所有细胞类型。然而,有些应用需要将基因导入特定的细胞类型,这就有些困难了。



人们曾考虑用其他病毒的包膜蛋白取代VSV-G蛋白,但是改造后的慢病毒往往倾向于特定的细胞类型,不能实现绝对的细胞类型特异性。包膜蛋白的改造也是效果不佳。因此,研究人员急需一种方法,既能将慢病毒载体特异地导入靶细胞群体,又能维持高效的基因导入。



麻疹病毒似乎有希望满足上述条件,因为通过将麻疹病毒的血凝素蛋白(负责识别受体)突变,可实现特异的细胞靶定。德国国家疫苗及血清研究所(Paul-Ehrlich-Institut)的Christian  J  Buchholz及其同事曾用麻疹病毒表面蛋白假型包装慢病毒载体,发现血凝素蛋白突变体和截短的麻疹病毒融合蛋白都能高效地掺入病毒粒子。那么这种方法是否能转移到其他的细胞表面分子,最终实现体内选择性地靶定呢?Buchholz等又深入进行了研究。



在这项研究中,他们证实了这项技术的多功能性,以及它在不同细胞类型上的广泛适用性。他们利用靶细胞的细胞表面分子及它们的单克隆抗体,生成了人CD105+  内皮细胞、人CD133+  造血祖细胞及小鼠表达GluA神经元特异的慢病毒载体。对于所有载体,他们均在细胞系和各种原代细胞上验证了靶细胞特异性。



CD105特异的慢病毒载体能与VSV-G同样高效地转导它们的靶细胞,但对于与内皮细胞混合培养的PBMC,只有0.1%表达了载体携带的EGFP。CD133定向的载体能够比VSV-G载体更高效地转导CD133+  造血祖细胞,产生稳定的长期转导。针对谷氨酸受体亚基GluA2和GluA4的慢病毒载体在小脑培养物中表现出超过94%的特异性。



总而言之,这种方法实现了多种细胞类型的定向基因转移,并有着前所未有的特异性。这有助于功能基因组学研究中细胞类型特异的遗传修饰,并且能让治疗应用更安全,更具选择性,降低插入突变的风险。(生物通  余亮)
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