该慢病毒,源于拉丁文意为慢伦蒂,是需要从几个月到几年很长的时间,从最初感染到发病的病毒。这些病毒属于慢病毒属和逆转录病毒(逆转录病毒科),它们具有通过逆转录酶(TR)转录为DNA的RNA基因组。
在自然界中,慢病毒存在于灵长类,有蹄类和猫类中。例如,在灵长类中有两个系统发育相关的谱系:猿猴免疫缺陷病毒(SIV)和人免疫缺陷病毒(HIV)。两者都是获得性免疫缺陷综合症(AIDS)的病因。
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从慢病毒获得的慢病毒载体已被广泛用于生物学,功能基因组学和基因治疗的基础研究。
逆转录病毒生命周期的各个阶段
所有逆转录病毒的生命周期始于人体与细胞表面特定受体的结合,然后通过内吞作用使病毒内在化。
随着病毒涂层的去除和病毒核蛋白复合物(VNC)的形成,该循环继续进行,该复合物由与病毒和细胞蛋白相关的病毒基因组组成。复合物的组成随时间变化,并且与通过TR将入侵者基因组转化成DNA双螺旋结构有关。
病毒基因组与细胞基因组的整合将取决于病毒基因组穿透宿主细胞核的能力。尽管重要的细胞蛋白,例如transportin-SR2 / TNPO3,importin-alpha3和importin7也起作用,但VNC重组在导入细胞核中起着重要作用。
病毒蛋白(例如整合酶)和宿主细胞转录因子(例如LEDCF)是病毒基因组整合的关键。
它利用宿主细胞机制转录和翻译病毒蛋白并组装病毒体,将其释放到细胞外空间。
从慢病毒到慢病毒
逆转录病毒的基因组具有针对不同病毒元件的三个开放阅读框(MLA)。例如,辣椒和基质(gag基因),酶(pol基因)和包膜(env基因)。
病毒载体的构建包括消除野生病毒的某些基因,例如与毒力有关的基因。这样,病毒载体可以感染真核细胞,逆转录,整合到宿主真核细胞的基因组中,并表达转基因(插入治疗基因)而不会引起疾病。
慢载体构建的一种方法是瞬时转染。它基于仅携带目标基因的病毒微型基因组(称为构建体)的使用。瞬时转染由构建体的独立递送组成。
一些逆转录载体只有用于病毒颗粒装配的主要元素,称为非功能逆转录载体。它们用于转染包装细胞。
具有转基因表达盒的载体能够感染,转化细胞(转导)并表达转基因。
使用单独的构建体旨在避免可能恢复野生型表型的重组事件。
Lentivector技术
Lentivector技术已在基础生物学和翻译研究中广泛用于稳定的转基因过表达,定点基因编辑,持久性基因沉默,干细胞修饰,转基因动物生成和多能细胞的诱导。
Lentivector易于处理和生成系统。它们不可逆转地安全地整合到宿主基因组中。它们感染正在分裂或未分裂的细胞。
它们显示出对某些组织的向性,从而促进治疗。它们不表达病毒蛋白,这就是为什么它们的免疫原性低。它们可以发送复杂的遗传成分。
在基础研究中,基于HIV的慢病毒载体已被用作RNA干扰传递系统(RNAi),以消除特定基因的功能,从而可以研究与其他基因的相互作用。
从HIV获得的慢病毒
在1990年代初期,第一个慢病毒载体是从HVI-1构建的,该病毒与黑猩猩SIV密切相关。HVI-1负责全世界的艾滋病。
第一代慢病毒载体具有HIV基因组的重要部分。它包括gal和pol基因,以及其他几种病毒蛋白。这一代是使用两个构造创建的。其中一个表示Env,提供包装功能。另一个表示除Env之外的所有MLA。
转移载体由一个表达盒组成,该表达盒带有两种类型的长重复序列(LTR)和包装和逆转录所必需的基因。
第二代包装载体缺乏大多数辅助基因,保留了Tat和Rev。这些基因在第三代中被去除,由第四种构建体提供。
第三代转移载体由两个包装构建体组成。一个编码gal和pol。另一个编码转速。第三种结构编码从VSV-G派生的包络。编码目的基因的一个包含灭活的LTR慢病毒序列,以防止重组。
在后一种情况下,转录调控元件提高了转移基因的性能。
从其他病毒获得的慢病毒载体
HIV-2病毒与灰色魔鬼SIV(SIV SM)密切相关,并且是造成西非AIDS的原因。从该病毒获得了第一代和第二代载体。
与HVI-1相似,已从SIV SM,EIAV(马传染性贫血病毒),FIV(猫免疫缺陷病毒)和BIV(牛免疫缺陷病毒(BIV))构建了载体已经开发出三代基于EIAV的载体用于临床。
从山羊关节炎-脑炎病毒(CAEV)构建了第一代和第三代载体。从非洲绿猴的SIV构建了第一代载体。
参考文献
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