腺相關(guān)病毒(AAV)作為一種安全、持久、高效、高特異性的基因操作工具,在生物學(xué)特別是神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域中被廣泛使用。許多新手對(duì)于AAV的使用往往是知其然而不知其所以然。這篇短文將以圖文結(jié)合的形式爭(zhēng)取讓大家在最短的時(shí)間內(nèi)全面了解這種病毒工具。
什么是AAV?
野生型AAV是一種復(fù)制缺陷型微小病毒,需要腺病毒或皰疹病毒幫助其在體內(nèi)復(fù)制擴(kuò)增。而我們做實(shí)驗(yàn)用的是不需要輔助病毒的重組AAV病毒(rAAV)。將目的基因的CDS區(qū)序列或者RNAi干擾序列插入rAAV表達(dá)質(zhì)粒中,包裝病毒,然后直接使用rAAV感染細(xì)胞就能完成目的基因操作。
什么時(shí)候用rAAV?
當(dāng)我們需要對(duì)特定基因進(jìn)行過表達(dá)或干擾時(shí),特別是做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,就可以使用rAAV病毒。針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)需求,下表可以幫助您選擇合適的病毒工具。
rAAV的優(yōu)點(diǎn)是什么?
1.安全性高,目前還沒有發(fā)現(xiàn)AAV對(duì)人體致。幻10個(gè)人中就有8個(gè)人在一生中會(huì)感染AAV,而rAAV更是去除了96%的AAV基因組,進(jìn)一步確保了安全性。目前唯一通過歐盟藥監(jiān)局的基因治療藥物Glybera也是一種rAAV。
2.免疫原性低:當(dāng)AAV用局部大劑量感染肌肉、腦、眼等組織時(shí),很少有感染上的細(xì)胞之后被免疫系統(tǒng)所清除。這種特性對(duì)于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上顯然極有幫助。
3.感染譜廣:幾乎所有處于分裂期和靜止期的細(xì)胞都可以使用AAV來感染。
4.表達(dá)時(shí)間長(zhǎng):rAAV可在宿主細(xì)胞中形成附加體(episome)存在于細(xì)胞核中,在細(xì)胞分裂不旺盛的組織中可持續(xù)表達(dá)5個(gè)月以上。
5.擴(kuò)散性強(qiáng):rAAV具有遠(yuǎn)高于腺病毒和慢病毒的擴(kuò)散性,可以穿透血腦屏障,是最理想的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞感染工具。
6.高穩(wěn)定性:rAAV病毒可使用冰袋運(yùn)輸,并且對(duì)氯仿等試劑具有抗性
7.特異性強(qiáng):rAAV有十?dāng)?shù)種常用的血清型,不同的血清型對(duì)不同的臟器有較高的識(shí)別及感染能力。
rAAV的局限性有哪些?
1.體外實(shí)驗(yàn)表達(dá)水平較低:主要是因?yàn)閞AAV病毒的基因組是單鏈DNA,在體外環(huán)境形成雙鏈并轉(zhuǎn)錄翻譯外源基因的效率非常低。可以在體外水平感染rAAV病毒的同時(shí)感染輔助病毒比如Ad5型腺病毒或者終濃度10~50mM的丁酸鈉等方法提高細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的rAAV表達(dá)量。
2.需較長(zhǎng)時(shí)間開始表達(dá):同樣是需要從單鏈DNA變成雙鏈DNA,rAAV在感染后需要較長(zhǎng)的時(shí)間來表達(dá)外源基因,所以rAAV感染后建議至少1周后做切片觀察。
怎么選擇合適的rAAV血清型?
目前文獻(xiàn)中使用最多的rAAV血清型包括2,5,8,9。這幾種血清型基本涵蓋了所有組織和臟器的特異性感染,吉?jiǎng)P基因也可以提供這些常用血清型的rAAV改造和包裝服務(wù)。下圖是常用血清型所對(duì)應(yīng)的組織臟器總結(jié):
怎樣實(shí)現(xiàn)器官/細(xì)胞特異的表達(dá)?
很多時(shí)候我們需要在特定的器官/細(xì)胞中表達(dá)外源序列而不影響其他臟器,這時(shí)我們有以下幾種策略:
1.局部注射,顧名思義就是直接在想表達(dá)的地方注射rAAV就可以了,適合器官水平特異感染,容易操作。
2.使用組織/器官特異啟動(dòng)子來表達(dá)外源基因包裝rAAV,此類rAAV即使感染了其他組織也由于特異性啟動(dòng)子而不會(huì)在其他組織中表達(dá)。
3.Cre-on,F(xiàn)lex,DIO,double floxed這些技術(shù)名稱經(jīng)常在文獻(xiàn)中被提及,其實(shí)都是一回事,就是使用Cre-Loxp系統(tǒng),經(jīng)過兩次染色體重組在特定臟器中表達(dá)外源基因。前提是我們需要獲得特定的Cre小鼠后才可以使用這個(gè)技術(shù)。Cre-on系統(tǒng)的技術(shù)原理如下:
吉?jiǎng)P基因可以提供適合各種器官/細(xì)胞特異表達(dá)的rAAV工具滿足實(shí)驗(yàn)需求。
體內(nèi)使用rAAV的操作注意點(diǎn)有哪些?
1.小鼠的操作通過尾靜脈注射的rAAV量推薦在10E11~12v.g數(shù)量級(jí),體積推薦在100~200ul;針對(duì)腦部的感染建議用量參考下表:
2. 在實(shí)驗(yàn)過程中稀釋病毒產(chǎn)品的等滲溶液沒有其他特殊要求,常規(guī)的動(dòng)物試驗(yàn)用等滲溶液即可,如PBS、生理鹽水等。
體外使用rAAV的操作注意點(diǎn)有哪些?
1.胰酶會(huì)破壞細(xì)胞表面的rAAV病毒受體,因此需要在胰酶消化12h后再進(jìn)行rAAV感染操作。
2.如感覺rAAV感染效果不佳,可嘗試去除血清。
3.rAAV與細(xì)胞的吸附過程非常迅速,需要實(shí)現(xiàn)混勻后再處理細(xì)胞,不然會(huì)出現(xiàn)局部未被感染的情況。
4.rAAV感染不需要添加慢病毒助感染試劑諸如polybrene等。
用完后怎么處理?
對(duì)AAV最有效的消毒劑是新鮮配制的1%次氯酸鈉溶液:
1. 配制時(shí),將84消毒液原液加水稀釋
2. 浸泡15 min以達(dá)到消毒目的
3. 可以用它處理可回收的物品如玻璃器皿或是污染廢液(終濃度是1%),但如果是不銹鋼器物切不可直接擦拭,否則會(huì)引起表面腐蝕。
其他的處理方式包括用2%戊二醛溶液或是0.25% SDS溶液,還可以121℃高溫消毒1小時(shí)。
本文列舉了一些常見的rAAV問題,如有在具體實(shí)驗(yàn)中遇到其他問題也歡迎聯(lián)系當(dāng)?shù)丶獎(jiǎng)P基因業(yè)務(wù)員或撥打全國(guó)免費(fèi)技術(shù)支持熱線800-720-0302咨詢。