在上期的内容中,我们探讨了细胞转染的应用及其基本分类,这一期将继续为大家介绍细胞转染中常用的病毒转染相关知识。
病毒转染是一种高效的细胞转染技术,通过病毒载体将外源基因包装于病毒外壳,利用病毒的天然感染性将外源基因导入宿主细胞,实现外源基因在细胞内的稳定表达。根据病毒载体的不同,常见的病毒转染包括腺病毒(Adenovirus,ADV)、慢病毒(Lentivirus,LV)、逆转录病毒(Retrovirus,RV)及腺相关病毒(AAV)。在实验室中,慢病毒因其较高的转染效率和广泛的应用范围而被普遍采用,接下来我们将重点讲解慢病毒相关内容。
一、慢病毒结构
慢病毒是基于HIV-1(人类免疫缺陷病毒I型)开发的基因治疗载体,属于有包膜的RNA病毒,直径约为80-120nm,呈二十面体对称的球形结构。病毒颗粒的最外层是包膜,包膜蛋白决定了其感染细胞的类型,内部依次是基质蛋白和衣壳,最中心则有两条相同的正股RNA链及多种酶,包括逆转录酶、整合酶和蛋白酶。
HIV-1的基因组较为复杂,拥有9个基因,两端各有反向末端重复序列(LTR),中间部分包含gag、pol、env等结构基因,以及tat、rev等调节基因。近年来,随着对慢病毒基因组的深入研究和转染技术的发展,慢病毒的基因组得到了编辑,并在安全性及包装能力上不断改进,目前主要衍生出第一代、第二代和第三代慢病毒系统,其中第二代三质粒系统和第三代四质粒系统最为常用。
二、慢病毒复制包装
为了提高靶细胞的转染效率,首先需要获得高滴度的慢病毒,即进行慢病毒的复制包装。通常,通过将三种质粒按特定比例共同转染293T细胞,经过48-72小时的孵育后,收集含有病毒的上清液,或进一步对病毒进行浓缩解析。
三、慢病毒感染细胞的过程
慢病毒感染细胞的第一步是其表面包膜蛋白与宿主细胞表面的受体结合,从而实现吸附。在与宿主细胞膜融合之后,病毒释放内部的结构蛋白、酶蛋白及病毒核心。逆转录酶的作用下,慢病毒RNA被逆转录并与整合酶形成整合前复合物,随后这一复合物进入宿主细胞核,整合酶催化其整合入宿主细胞基因组。最终,通过外源基因前的启动子在宿主细胞质中驱动基因表达。
四、常见的慢病毒转染类型
1. **慢病毒荧光转染**:该方法通过转染带有荧光基团(如GFP/mCherry/RFP等)的基因,使得转染后的细胞可发出荧光。在适当的激发下来,细胞将以发射光的形式释放能量,依据荧光强度可通过倒置荧光显微镜或流式细胞仪来检验转染效率。
2. **慢病毒Luciferase化学发光转染**:通过将含有荧光素酶编码基因(Luc)的质粒转染入细胞或通过动物体内导入,可产生荧光素酶。在添加荧光素基础后,经过ATP支持下的催化,将发出绿色或黄色荧光,能够通过生物发光成像技术监测光强度的变化,尤其适合用于检测动物体内肿瘤的生长与转移过程。
3. **慢病毒细胞永生化转染**:通过病毒感染、辐射或化学致癌手段处理原代细胞,打破其分裂次数限制,从而获得延缓衰老的细胞。利用慢病毒转染技术引入外源性永生化基因,实现细胞的无差异无限增殖。
在此,环亚集团·AG88 提供多种细胞系及原代细胞的慢病毒转染服务,包括慢病毒转染绿色荧光蛋白(ZsGreen)、红色荧光蛋白(mCherry、RFP)、化学发光LUC,以及SV40永生化转染,涵盖近40种稳定转染细胞系,亦可根据客户需求进行指定细胞的慢病毒转染。
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