痘苗病毒(Vaccinia virus, VACV)作為基因遞送載體擁有多個顯著的優(yōu)點,包括極大的裝載能力(25-30 kb)、廣泛的組織嗜性以及不依賴宿主組分的即可自我復(fù)制的能力。VACV近來在已體現(xiàn)出巨大的臨床應(yīng)用前景,包括疫苗開發(fā)和溶瘤治療。云舟生物當(dāng)前可提供VACV載體克隆和病毒包裝服務(wù),適用于體外或體內(nèi)研究。
服務(wù)詳情
服務(wù)類型
我們提供的VACV載體構(gòu)建和病毒包裝服務(wù)如下:
- 使用VACV BACYAC骨架克隆的VACV載體,包括WR毒株和MVA毒株
- VACV病毒包裝
VACV載體克隆
云舟生物自主研發(fā)的“BACYAC”骨架專門為VACV載體克隆而設(shè)計。該骨架整合了細菌人工染色體(BAC)和酵母人工染色體(YAC)的關(guān)鍵元件。BAC相關(guān)元件允許該載體可以在大腸桿菌中以BAC形式擴增,而YAC相關(guān)元件允許該載體在釀酒酵母中復(fù)制BACYAC載體因此可靈活地在大腸桿菌系統(tǒng)和酵母系統(tǒng)中進行載體擴增和序列修飾。
EGFP/LacZ報告基因、BACYAC骨架序列、以及痘苗病毒啟動子被克隆到J2R位點之間的TK(胸苷激酶)基因中,以獲得減毒重組載體。我們的減毒W(wǎng)R毒株和MAV毒株可以被應(yīng)用于基礎(chǔ)科研、臨床前試驗、臨床研究等領(lǐng)域。通過進一步直接突變改造,我們還可以提供減毒程度更高的痘苗病毒。
VACV BACYAC載體的基本設(shè)計如圖1所示。
圖1 含有EGFP或LacZ報告基因的VACV BACYAC骨架
TK:胸苷激酶基因,在重組VACV中失活以產(chǎn)生減毒病毒。
p7.5:痘苗病毒啟動子。VACV在細胞質(zhì)中復(fù)制需要痘苗病毒啟動子。 p7.5 通常用于驅(qū)動轉(zhuǎn)基因表達,因為它在病毒復(fù)制的早期和晚期具有轉(zhuǎn)錄活性。
LoxP:Cre重組酶作用的重組位點。兩個LoxP之間的序列可以被Cre重組酶剪切下來。
ITR:痘苗病毒基因組兩端的反向重復(fù)序列,帶有VGF基因。
N2:N2基因在病毒早期感染時表達,抑制宿主免疫過程。
M1:M1基因可防止宿主細胞凋亡,增強病毒生產(chǎn)。
報告基因:由啟動子驅(qū)動表達的EGFP和LacZ報告基因,用于識別轉(zhuǎn)染成功的細胞。
BACYAC骨架:整合了細菌人工染色體(BAC)和酵母人工染色體(YAC)的載體骨架,可以在大腸桿菌種攜帶氯霉素抗性基因選擇性擴增,也可以在釀酒酵母中使用His3自噬選擇標(biāo)記進行擴增。
VACV病毒包裝
價格與周期
規(guī)格 | 應(yīng)用 | 滴度 | 體積 | 價格 (CNY) | 周期 |
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VACV病毒小量制備 | 細胞培養(yǎng) | >108 PFU/ml | 250 ul (10x25 ul) | ¥2,880 | 21-28天 |
VACV病毒中量制備 | >108 PFU/ml | 1 ml (10x100 ul) | ¥11,880 | 21-28天 |
超純化VACV病毒中量制備 | 細胞培養(yǎng)和體內(nèi)應(yīng)用 | >108 PFU/ml | ¥18,880 | 21-35天 |
運輸與存儲
我們的VACV病毒保存于HBSS緩沖液,并以干冰形式運輸。接收到病毒后,VACV可以在-80°C長期存儲(可至少穩(wěn)定存儲6個月),或者在-20°C存儲一周。VACV的保質(zhì)期約為1年。請避免反復(fù)凍融VACV以避免顯著的滴度下降。
VACV制備與質(zhì)量控制
VACV包裝流程如圖2所示。攜帶目的基因的非感染性VACA BACYAC載體轉(zhuǎn)染哺乳動物細胞,同時轉(zhuǎn)導(dǎo)非復(fù)制型的雞痘病毒作為輔助病毒。由于VACV具有廣泛的組織嗜性,因此可用多種類型的細胞包裝生產(chǎn)VACV。云舟生物首先采用多種類型的細胞用于VACV的復(fù)蘇和擴增。我們使用嗜斑純化法初步獲得病毒克隆,然后進行病毒擴增。細胞外包膜病毒 (EEV) 和細胞內(nèi)成熟病毒 (IMV) 可以分別從上清液和細胞裂解液中收獲。EEV通過PEG濃縮后,與IMV的病毒液合并。對于超純化VACV,病毒顆粒經(jīng)過進一步的蔗糖密度梯度離心以獲得純化和濃縮。
圖2 典型的VACV包裝流程。
對于每一個生產(chǎn)的重組VACV病毒,質(zhì)量控制包括滴度檢測、無菌測試、支原體檢測等。如果VACV病毒載體表達熒光蛋白,則我們會進行熒光轉(zhuǎn)導(dǎo)測試。如果VACV病毒載體含有藥篩標(biāo)記,我們也會在轉(zhuǎn)導(dǎo)測試后伴隨進行藥篩測試。此外,對于超純化VACV,我們會進行內(nèi)毒素檢測。
試驗驗證
我們的VACV載體經(jīng)詳盡驗證可以穩(wěn)定用于生產(chǎn)活病毒。 圖3顯示了經(jīng)我們性能驗證的VACV病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)BHK21細胞的效果。
Before transductionAfter transduction
圖3 表達EGFP的VACV轉(zhuǎn)導(dǎo)BHK21細胞,MOI=0.5。轉(zhuǎn)導(dǎo)后0小時和72小時使用熒光顯微鏡成像。放大倍數(shù):100×。左:明場。右:EGFP。
VACV背景知識
VACV是一種雙鏈線性DNA病毒,屬于痘病毒家族。它的基因組長度約為190 kb,可以插入大型轉(zhuǎn)基因(25-30 kb)。VACV的基因組復(fù)制和轉(zhuǎn)錄完全發(fā)生在宿主細胞的細胞質(zhì)中,病毒基因組編碼DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄所需的所有蛋白質(zhì)。因此,VACV的病毒生命周期對宿主細胞機制的依賴非常小。
在病毒生命周期的早期階段,會產(chǎn)生許多免疫調(diào)節(jié)蛋白,幫助病毒從宿主的病毒防御機制中逃脫。成熟的VACV主要有兩種形式:在細胞裂解時釋放的細胞內(nèi)成熟病毒 (IMV) 和通過胞吐作用釋放的細胞外包膜病毒 (EEV)。這兩種形式都能夠通過病毒脂質(zhì)膜與宿主細胞膜的融合來感染宿主細胞,而無需與宿主細胞表面受體結(jié)合以進行感染。
VACV載體的主要應(yīng)用
重組VACV載體對于基因治療是一個富有前景的應(yīng)用工具,它具有許多優(yōu)點,比如良好的安全性、能夠容納很大的轉(zhuǎn)基因、可以感染多種類型的宿主細胞、可以在增強宿主免疫反應(yīng)的同時避免被宿主免疫系統(tǒng)靶向清除。
在痘病毒家族中,已經(jīng)開發(fā)出具有不同感染性能和復(fù)制能力的多種毒株,這會影響它們在臨床應(yīng)用中的實際使用。兩種非常常見的毒株是WR毒株和MVA毒株。雖然MVA由于其減毒特性而更常用于臨床場景,但WR的優(yōu)勢在于具有更高的復(fù)制效率并且可以更大程度地調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)。這兩種毒株目前均被廣泛用于科研和臨床研究。以下是應(yīng)用了VACV的一些主要研究方向:
腫瘤治療
除了直接裂解腫瘤細胞,VACV還可以通過招募免疫細胞使其分泌細胞因子來改變腫瘤微環(huán)境,從而引發(fā)非直接的抗腫瘤免疫反應(yīng)。為了保持VACV這種天然的優(yōu)點并增強其安全性,重組VACV進行了特定的基因修飾。以Pexa-Vac溶瘤VACV為例,其減毒特性是通過刪除病毒TK基因?qū)崿F(xiàn)的,并且該病毒還表達GM-CSF轉(zhuǎn)基因以增強宿主免疫反應(yīng)。該病毒已經(jīng)用于治療多種實體瘤的臨床探索。當(dāng)前還存在其它幾種溶瘤VACV的臨床試驗,可見VACV作為一種溶瘤治療工具正在快速發(fā)展。
疫苗制備
VACV作為外源抗原遞送系統(tǒng)也相當(dāng)有效。VACV可以包裝極大的DNA、作為天花疫苗具有很長的應(yīng)用歷史,這些特性使其有利于成為對抗多種疾病的有力疫苗載體,比如針對HIV和狂犬病。
VACV載體的應(yīng)用優(yōu)勢
廣泛的組織嗜性:VACV不具有用于感染特定細胞的表面蛋白,而是通過膜融合的方式感染細胞,使其可以侵入各種類型的包括分裂與非分裂細胞。
不整合宿主基因組:VACV的短生命周期只有8小時,且病毒復(fù)制全程在細胞質(zhì)中進行,不具有病毒基因插入宿主基因組的風(fēng)險。
腫瘤細胞中高復(fù)制效率:VACV在腫瘤細胞中可以選擇性地高效率復(fù)制,導(dǎo)致腫瘤細胞裂解。
病毒復(fù)制機制獨立:VACV的mRNA轉(zhuǎn)錄極少依賴宿主細胞的組分,使其可以適應(yīng)不同類型的宿主細胞。
宿主免疫逃避:VACV具備逃避免疫系統(tǒng)攻擊的能力,方式包括產(chǎn)生補體控制蛋白結(jié)合并抑制宿主白細胞,以及利用宿主細胞的細胞膜組分作為病毒的外包膜。因此VACV可以用于不同方式的注射方法從遠端遞送至靶組織或腫瘤位點。
極大的裝載量:VACV具有很大的基因組,可以容納的30 kb的外源基因。
高滴度且高感染性:VACV可以包裝產(chǎn)生很高的滴度,同時具有良好的感染性,只需要很低的MOI即可成功轉(zhuǎn)導(dǎo)。
視頻
暫無
文檔
使用說明書
VACV for In Vitro Applications
常見問題解答
VACV作為病毒載體具有一系列顯著的優(yōu)點:極大的裝載量、可以轉(zhuǎn)導(dǎo)分裂與非分裂細胞、可以逃避宿主免疫系統(tǒng)、只在宿主細胞質(zhì)中復(fù)制而不整合宿主基因組、以及病毒復(fù)制不依賴宿主細胞組分等。下表對比了VACV與其它幾種病毒載體:
| 慢病毒 | MMLV | 腺病毒 | AAV | VACV |
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組織嗜性 | 廣泛 | 廣泛 | 對某些細胞難以感染 | 取決于血清型 | 廣泛 |
裝載容量 | 6.4 kb | 5.5 kb | 7.5 kb | 4.2 kb | 25-30 kb |
是否感染非分裂細胞 | 是 | 否 | 是 | 是 | 是 |
穩(wěn)定整合還是瞬時表達 | 穩(wěn)定整合 | 穩(wěn)定整合 | 游離體DNA形式瞬時表達 | 游離體DNA形式瞬時表達 | 游離體DNA形式瞬時表達 |
最高滴度 | 高 | 中等 | 非常高 | 高 | 高 |
是否可以自定義啟動子 | 是 | 否 | 是 | 是 | 否 |
主要應(yīng)用 | 細胞培養(yǎng)與體內(nèi)應(yīng)用 | 細胞培養(yǎng)與體內(nèi)應(yīng)用 | 體內(nèi)應(yīng)用 | 體內(nèi)應(yīng)用 | 細胞培養(yǎng)與體內(nèi)應(yīng)用 |
體內(nèi)免疫反應(yīng) | 低 | 低 | 高 | 非常低 | 高 |
VACV載體自身不能直接用于生產(chǎn)活病毒,除非與野生型的痘病毒共轉(zhuǎn)包裝細胞。云舟生物優(yōu)化了VACV的包裝工藝,在足夠的安全性條件下可以包裝出很高滴度的VACV。
VACV可以在生物安全2級(BSL-2)實驗室進行操作。但是由于生物安全政策在不同的機構(gòu)中可能有所差異,我們建議研究者需要根據(jù)自身所處機構(gòu)的生物安全指引來操作所有病毒載體。