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腺相关病毒、腺病毒和慢病毒的区别

2024.08.23 浏览量 来源:汉恒生物

腺相关病毒、腺病毒和慢病毒的区别

腺相关病毒(Adeno-Associated Viral Vector,AAV)属于微小病毒科( parvovirus),为无包膜的单链线状 DNA 病毒。由于腺相关病毒具有宿主范围广、安全性高、免疫原性低、表达稳定和物理性质稳定等优点,已被广泛地应用于基础研究和临床试验中,并且腺相关病毒载体已成为世界上最常用的基因治疗载体之一。

腺病毒(AdV)是一种无包膜的线性双链DNA病毒,在基因治疗、基础生命科学研究等领域被广泛应用。目前常用的腺病毒载体基于人腺病毒5型(Ad5),其基因组是36 kb长的线性双链DNA。腺病毒可通过自身的纤维(fiber)和细胞表面的受体结合被内吞进入细胞,然后从内吞体(endosome)转移到细胞质和细胞核内,借助细胞的转录和翻译机器启动病毒的复制组装。

慢病毒(Lentivirus)载体是以 HIV-1 (人类免疫缺陷1型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。具有感染谱广泛、可以有效感染分裂期和静止期细胞、长期稳定表达外源基因等优点,因此成为导入外源基因的有力工具。

AAV是表达小基因序列的理想载体,广泛应用于体内研究中。它们通常被用于向哺乳动物的大脑及各组织脏器递送外源基因、荧光标记、钙指示剂和生理操控工具等。在借助AAV载体进行体内基因传递时,病毒的注射方式、注射体积及血清型的选择都是尤为重要。AVV有许多血清型,不同AAV血清型具有不同的衣壳蛋白空间结构、序列和组织特异性,因而其识别与结合的细胞表面受体也有很大差别,这也导致不同血清型转染的组织类型、细胞类型和感染效率各不相同,在应用AAV病毒过程中需要根据不同组织器官选择相应血清型的AAV病毒。

AAV优势:免疫原性低适用于体内研究;表达小基因序列;多种血清型;表达稳定、持续时间长

ADV对宿主细胞的侵染过程是通过受体介导的内吞作用进入细胞内,基因组并不整合到宿主细胞基因组中,而是以游离状态在细胞核内表达,因而基于腺病毒载体的基因递送具有瞬时表达的特点。腺病毒可在短时间内快速表达,一般1-3天即可达到高峰。

腺病毒具有广泛的细胞和组织感染能力,且其携带基因片段的容量大(能达到7kb左右的容量)。体外应用时,腺病毒载体转基因效率高(接近100%的转导效率),且可转导不同类型的细胞,对于大量难转染细胞的基因递送是一个很好的工具。在体内应用时,腺病毒具有嗜肝的特点,可经尾静脉注射感染肝脏,但由于腺病毒免疫原性强,感染剧烈,故常会引起动物局部组织炎症反应和机体免疫反应,对动物体征和实验结果的客观性造成影响,因此,在利用腺病毒进行体内研究时,要考虑其使用剂量。

腺病毒优势:适合于感染难感染的细胞;表达时间快;瞬时表达;载体容量大;纯化后可进行动物实验

慢病毒载体具有宿主范围广,基因容量大等特点。体外应用时,慢病毒载体能够有效地感染培养的神经元、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型原代细胞和大部分细胞系。由于慢病毒的感染具有整合特性,其能够将外源基因有效地整合到宿主染色体上,因而可以达到持久性表达,从而构建稳转细胞株,用于基因的细胞功能研究。

体内应用时,慢病毒载体的应用不如AAV载体应用广泛,因为其具有一定的免疫原性,且随机整合特性可能导致细胞功能基因的异常。相比较腺相关病毒,慢病毒的扩散范围较小,但其表达更快、基因容量更大(可容纳4kb),可作为大容量基因的载体。

慢病毒优势:可稳定表达,构建稳定细胞株;感染范围广,可感染分裂和非分裂细胞

更多差异详见下图:

腺相关病毒、腺病毒和慢病毒的区别

病毒选择需要根据具体实验需求而定,更多选购指南可查看汉恒生物病毒选择指南 & FAQ

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