腺病毒體內(nèi)應(yīng)用
背景
在過(guò)去的幾十年間, 復(fù)制缺陷的人類(lèi)重組腺病毒V5(HadV5) 已 經(jīng)成為一種廣泛應(yīng)用在真核基因表達(dá)分析、疫苗研究和基因治療等 領(lǐng)域的模式系統(tǒng)。 這種經(jīng)修飾后的腺病毒,其E1和E3基因已被移 除,依然具備細(xì)胞感染的能力。而用于產(chǎn)生新的病毒顆?;蛘哒f(shuō)病毒粒子的必需基因不復(fù)存在。
利用腺病毒將基因物質(zhì)傳遞到宿主細(xì)胞具有很多優(yōu)勢(shì)。在體內(nèi)以及 體外,重組腺病毒都能被用于轉(zhuǎn)導(dǎo)多種哺乳動(dòng)物(尤其是人類(lèi))的 分裂期細(xì)胞和休眠細(xì)胞。此外,重組腺病毒還能用于轉(zhuǎn)導(dǎo)多種類(lèi)型 的敏感型細(xì)胞。
人類(lèi)AdV5感染起始于纖維蛋白與細(xì)胞表面的coxsackie腺病毒受體 (coxsackie-adenovirus receptor, CAR)高度親和性的結(jié)合。 與CAR受體初始作用之后,腺病毒亞基上一個(gè)暴露的RGD結(jié)構(gòu)域與 細(xì)胞表面的av整聯(lián)蛋白相結(jié)合而觸發(fā)內(nèi)吞作用,病毒顆粒通過(guò)該內(nèi) 吞作用發(fā)生內(nèi)化。內(nèi)化之后, 衣殼蛋白繼續(xù)分裂并釋放出蛋白VI, 該蛋白將衣殼蛋白從核內(nèi)體中釋放出來(lái)進(jìn)入細(xì)胞液, 并與動(dòng)力蛋白 相互作用,之后通過(guò)動(dòng)力蛋白依賴的轉(zhuǎn)運(yùn)方式沿著微管到達(dá)核孔復(fù) 合體(NPC)。病毒顆粒與NPC上蛋白的聯(lián)合似乎進(jìn)一步推動(dòng)了病毒顆粒的脫殼,繼而允許基因組轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中。
進(jìn)入細(xì)胞核之后,病毒DNA保持染色體游離狀態(tài)(病毒DNA不與 宿主染色體進(jìn)行整合,因而不會(huì)引起宿主基因的活化或者失活)。
圖1. 腺病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的示意圖。
交付內(nèi)容
下表為定制化腺病毒產(chǎn)品的交付內(nèi)容。可在相關(guān)COA(Certificate of analysis document)文件查看病毒滴度。
產(chǎn)品類(lèi)型 | 交付內(nèi)容 | 產(chǎn)品規(guī)格 | 應(yīng)用范圍 |
---|---|---|---|
小規(guī)格包裝 | 定制病毒 | 濃縮病毒 (>1010 IFU/ml,10×25 µl,HBSS保存液) | 體外培養(yǎng)細(xì)胞 |
對(duì)照病毒 | 濃縮病毒 (>1010 IFU/ml,1×100 µl,HBSS保存液) | 體外培養(yǎng)細(xì)胞 | |
中規(guī)格包裝 | 定制病毒 | 濃縮病毒 (>1010 IFU/ml,10×100 µl,HBSS保存液) | 體外培養(yǎng)細(xì)胞 |
對(duì)照病毒 | 濃縮病毒 (>1010 IFU/ml,2×100 µl,HBSS保存液) | 體外培養(yǎng)細(xì)胞 | |
大規(guī)格包裝 | 定制病毒 | 濃縮病毒 (>1011 IFU/ml,10×100 µl,HBSS保存液) | 體外培養(yǎng)細(xì)胞 |
對(duì)照病毒 | 濃縮病毒 (>1010 IFU/ml,2×100 µl,HBSS保存液) | 體外培養(yǎng)細(xì)胞 | |
大規(guī)格包裝和超純化 | 定制病毒 | 超純化病毒 (>1012 VP/ml,10×100 µl,GTS保存液) | 動(dòng)物體內(nèi) |
對(duì)照病毒 | 超純化病毒 (>1012 VP/ml,10×100 µl,GTS保存液) (選購(gòu)) | 動(dòng)物體內(nèi) |
若病毒被用于體外細(xì)胞培養(yǎng),則無(wú)需進(jìn)行超純化處理。 若被用于體內(nèi)研究 (即動(dòng)物研究),則必須進(jìn)行超純化處理以去除有缺陷的病毒顆粒、 細(xì)胞碎片以及少量的培養(yǎng)基, 這些污染物會(huì)引起強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。 此外,超純化可將病毒濃縮用于體內(nèi)注 射的適宜濃度。
接收病毒后的處理
1. 腺病毒產(chǎn)品使用干冰冷藏運(yùn)輸。收到病毒后,可直接放置-80°C冷凍保存至少1年,也可放置-20°C冷凍保存2-3周。
2. 使用前,將病毒液放置冰上進(jìn)行融解。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,亦需保持冰上放置。融解后的腺病毒液可放置4°C保存1-2周(在4°C 條件下,腺病毒比慢病毒相對(duì)穩(wěn)定,一般不會(huì)出現(xiàn)顯著的活性降低問(wèn)題)。
3. 若實(shí)際用量較少,可將融解的腺病毒少量分裝多管,再放置-80°C冷凍保存。如果您需要對(duì)腺病毒進(jìn)行稀釋?zhuān)?qǐng)使用 PBS現(xiàn)稀釋現(xiàn)用。
注意: 應(yīng)避免反復(fù)凍融。雖然反復(fù)凍融2-3次不會(huì)使腺病毒滴度出現(xiàn)嚴(yán)重下降問(wèn)題,但是請(qǐng)盡量避免反復(fù)凍融。
安全須知
所有VectorBuilder的腺病毒載體均缺失了E1A、E1B和E3基因。E1A和E1B是產(chǎn)生活病毒所必需的, 已通過(guò)生物工程的方法 導(dǎo)入包裝細(xì)胞的基因組中。因此,此類(lèi)載體產(chǎn)生的腺病毒由于存在復(fù)制缺陷性而具有重要的安全特性,這也就意味著被感染的細(xì)胞不能復(fù)制出新的病毒顆粒。盡管如此,腺病毒本身具有轉(zhuǎn)導(dǎo)人原代細(xì)胞的能力,理論上仍有生物危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。腺病毒作為常見(jiàn)的人類(lèi)病原體,可引發(fā)呼吸道炎癥、角膜損傷和角膜結(jié)膜損傷等。我們建議按照BSL-2規(guī)范(Biosafety Level-2, 二級(jí)生物安全防護(hù)水平) 對(duì)腺病毒進(jìn)行操作。所有的操作、 儲(chǔ)存以及生物廢料的處理均需依照公共機(jī)構(gòu)發(fā)布的和所處機(jī)構(gòu)制定的規(guī)范條例。建議用戶勿生產(chǎn)致癌的活腺病毒。
鼠尾靜脈注射方案
通過(guò)側(cè)尾靜脈進(jìn)行靜脈注射是一種將重組腺病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)到小鼠肝臟的有效方式。該方法簡(jiǎn)單,無(wú)需進(jìn)行手術(shù)和麻醉。其他的注射點(diǎn)還包括門(mén)靜脈和頸靜脈。但是,門(mén)靜脈注射需要手術(shù); 在將腺病毒運(yùn)送到肝臟中,較之于尾靜脈注射,該方法的效果并未顯著增強(qiáng)。
為確定適用于您研究的最佳注射效果,您需要在動(dòng)物中利用報(bào)告腺病毒進(jìn)行位點(diǎn)測(cè)試,如表達(dá)EGFP的腺病毒。
材料
- 成年小鼠,20~25 g重,至少6周齡
- 超純化腺病毒
- 70%乙醇
- 熱源
- 小鼠專(zhuān)用固定器
- 紗布
- 0.5 ml注射器+27 guage 1/2 inch針頭
操作流程
1. 物理固定
- 可利用一種商品的固定器將小鼠進(jìn)行物理固定。溫和地將待注射的小鼠引誘到固定器內(nèi),暴露出鼠尾以便進(jìn)行后續(xù)操作。
2. 血管舒張
- 溫暖小鼠誘導(dǎo)周?chē)苁鎻垼稍谧⑸淝皩⑹笪步](méi)于熱水中(43°C)或者將動(dòng)物放置在靠近熱燈源的位置5~10分鐘。
- 注意:使用熱燈源時(shí),將燈源放置在鼠籠15~25 cm處,觀察小鼠5分鐘。若小鼠均聚集到籠子中的某個(gè)角落,立即停止 供熱。
3. 注射
- 保證小鼠放置固定器中胸骨的位置。輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)尾部以能看到側(cè)尾靜脈。用70%乙醇對(duì)待注射位點(diǎn)進(jìn)行消毒并用紗布擦拭 多余的乙醇。
- 使用帶有27 guage針頭的0.5ml注射器,吸取至少0.1 ml 滴度為2×1011 ~1×1012 VP/ml的超純化腺病毒顆粒(病毒顆粒總量約2~10×1010個(gè))。小心擠出針頭中的空氣。
抓住遠(yuǎn)端尾部并輕輕轉(zhuǎn)向一邊以能看到側(cè)面靜脈 (見(jiàn)圖2)。 以較小的角度插入針頭(尾靜脈相對(duì)靠近表皮), 將0. 1 ml稀釋后的重組腺病毒注射到靜脈中。若針頭定位準(zhǔn)確,則注射過(guò)程暢通無(wú)阻,且靜脈顏色呈現(xiàn)短暫的清晰狀態(tài)。一旦觀察到局部隆起或者局部紅腫,則立即停止注射,這種情況是病毒被注射到了尾部組織而非靜脈。注意: 在尾部底端距離尾尖約1/3處開(kāi)始注射。這樣一旦之前注射失敗,您可以向前移動(dòng)尾部再次注射。
圖2. 小鼠尾外側(cè)靜脈和腹動(dòng)脈橫切面圖。
- 移除針頭,用干凈紗布按壓注射點(diǎn)直至停止出血。
- 將小鼠轉(zhuǎn)移回原來(lái)的鼠籠。
4. 驗(yàn)證
- 腺病毒顆粒在靜脈注射后絕大多數(shù)會(huì)被肝臟隔離。為判斷體內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)的效率,可在病毒注射72h后處死小鼠,處理肝臟來(lái)進(jìn)行分析。
結(jié)果
圖3所示體內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)的成功案例。
圖3. 利用文中方案,用表達(dá)EGFP的超純化腺病毒注射小鼠,病毒量為 2×1010個(gè)。注射7天后,取注射動(dòng)物的2/3肝臟用于分析。圖片40×。左:明視野;右圖:EGFP。