病毒感染技术

2024-02-20

    病毒感染技术 :

相比于基因转导的其他方法(物理方法、化学方法),病毒感染技术能够一次性感染很多靶细胞并且感染效率可达100%,具有更高的基因转导效率。

目前,常用的病毒载体包括DNA病毒载体(腺病毒载体、猴肿瘤病毒载体、牛痘病毒载体)、逆转录病毒载体等,并且,所有用作基因转导技术的病毒载体均为缺陷型病毒,感染细胞后仅能将所携带的目标基因转入靶细胞,无法产生包装的病毒颗粒。其中,以腺病毒载体和逆转录病毒载体在基因转导技术中的使用最为广泛。二者的具体特征:①腺病毒科为线性双链DNA病毒,分为哺乳动物腺病毒属和禽腺病毒属。目前已鉴定的人腺病毒有6个亚属,常用来构建载体的腺病毒主要是C亚属的2型病毒(Ad2)和5型病毒(Ad5)。腺病毒的基因可分成早期(E1~E4)及晚期(L1~L5)两大类,若其E1基因发生突变,腺病毒将不能进行复制,因此可利用E1基因有缺失的腺病毒作为载体。以腺病毒作为载体的优点是感染细胞的效率很高;其缺点是病毒所携带的目标基因不会整合到靶细胞的染色体中,所以转导基因的表现时长非常短暂,大概只能维持10周左右。但是,经过改良的腺病毒载体(如gutless腺病毒)转导基因能够维持大约1年的时间。②逆转录病毒为RNA病毒,病毒颗粒内含两条正股RNA并附有逆转录酶,当病毒进入宿主后,可将RNA染色体逆转录为双链DNA并嵌入宿主细胞的染色体中。目前,常用的逆转录病毒载体大多从可感染鼠或人类的莫洛尼致白血病病毒衍生而来。以逆转录病毒为载体的优点是感染效率非常高,而且可以感染多种细胞,感染细胞后逆转录生成的双链DNA会嵌入到靶细胞染色体中,使转导基因能够持续表达。其最大缺点是只能感染正在分裂的细胞,此外还有激活靶细胞的原癌基因导致其转变为癌细胞的潜在弊端。而慢病毒的应用解决了这一问题,常见的慢病毒有HIV、SIV(猿猴免疫缺陷病毒)及FIV(猫免疫缺陷病毒)。

病毒感染技术作为基因转导的常用技术手段之一,已经广泛应用于包括生物学、医学、动植物学在内的各个领域中,例如通过向靶细胞转导特异性的酶、受体或荧光蛋白,对靶细胞的存活或功能进行示踪研究;通过转导特定目的基因研究其对各组织系统正常生理功能的影响,为后期临床基因治疗作指导;为建立各种实验模型(转基因动物、特定细胞系)提供重要的技术手段等;也可用于心理和行为的神经环路基础研究。