모든 바이러스 코딩 염기서열이 결여된 고용량 아데노바이러스 벡터를 생성하기 위한 프로토콜이 제시됩니다. 벡터 게놈에 포함된 전이유전자의 클로닝은 homing endonucleases를 기반으로 합니다. 부착 세포로 성장하고 현탁액에서 생산자 세포의 바이러스 증폭은 트랜스에 바이러스 유전자를 제공하는 보조 바이러스에 의존합니다.
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모든 바이러스 코딩 염기서열이 결여된 고용량 아데노바이러스 벡터를 생성하기 위한 프로토콜이 제시됩니다. 벡터 게놈에 포함된 전이유전자의 클로닝은 homing endonucleases를 기반으로 합니다. 부착 세포로 성장하고 현탁액에서 생산자 세포의 바이러스 증폭은 트랜스에 바이러스 유전자를 제공하는 보조 바이러스에 의존합니다.
모든 바이러스 코딩 염기서열이 없는 고용량 아데노바이러스 벡터(HCAdV)는 높은 패키징 용량(최대 35kb), 낮은 면역원성 및 낮은 독성으로 인해 가장 진보된 유전자 전달 벡터 중 하나입니다. 그러나 많은 실험실에서 HCAdV의 사용은 벡터 게놈 구성 및 바이러스 생산을 위한 복잡한 절차로 인해 방해를 받고 있습니다. 여기에서는 HCAdV 게놈을 포함하는 플라스미드 pAdFTC를 기반으로 HCAdV의 효율적인 클로닝 및 생산을 위한 자세한 프로토콜에 대해 설명합니다. HCAdV 게놈의 구축은 호밍 엔도뉴클레아제(I-CeuI 및 PI-SceI)를 활용하는 클로닝 벡터 시스템을 기반으로 합니다. 최대 14kb의 관심 유전자는 I-CeuI 및 PI-SceI의 측면에 있는 다중 클로닝 부위를 포함하는 셔틀 벡터 pHM5에 subclone할 수 있습니다. 셔틀 벡터로부터 전이유전자의 I-CeuI 및 PI-SceI-매개 방출 후, 전이유전자를 HCAdV 클로닝 벡터 pAdFTC에 삽입할 수 있습니다. pAdFTC 플라스미드의 크기가 크고 강력한 DNA 결합과 관련된 사용된 효소의 인식 부위가 길기 때문에 클로닝 단편을 신중하게 처리해야 합니다. 바이러스 생산을 위해 HCAdV 게놈은 NotI digest에 의해 방출되어 Cre 재조합효소를 안정적으로 발현하는 HEK293 기반 생산자 세포주에 transfection됩니다. 아데노바이러스 증폭을 위한 모든 아데노바이러스 유전자를 제공하려면 loxP 부위 옆에 있는 패킹 신호를 포함하는 도우미 바이러스와의 동시 감염이 필요합니다. 벡터의 사전 증폭은 표면에서 성장한 생산자 세포에서 수행되고 벡터의 대규모 증폭은 현탁액에서 성장한 생산자 세포가 있는 스피너 플라스크에서 수행됩니다. 바이러스 정제를 위해 염화세슘 구배를 기반으로 하는 두 가지 초원심분리 단계를 수행한 후 투석을 수행합니다. 여기에서는 이 HCAdV 벡터 시스템으로 지난 몇 년 동안 개발된 팁, 요령 및 바로 가기를 소개합니다.
유전자 치료 응용 것이 바이러스 단백질의 발현, 유전자 자체 또는 수신 바이러스 단백질에 의한 세포 독성 및 면역 부작용을 방지하기 위해 매우 중요하다. 아데노 바이러스 벡터 (ADV)가 널리 도입 유전자 발현 1,2의 영향을 조사하기 위해 다양한 세포에 외래 DNA를 도입하기 위해 사용된다. ADV의 가장 진보 된 버전은 모든 바이러스 코딩 서열 3,4-함으로써 낮은 면역 원성 및 저독성 5-8 결합 35킬로바이트까지 패키징을 제공하는 능력이 결여 된 고용량 아데노 바이러스 벡터 (HCAdV)으로 표시된다. 때문에 높은 포장 용량 그들은 하나의 벡터 용량을 사용하여 크거나 여러 유전자의 전달을 할 수 있습니다. 따라서, 그들은 연구 지역 사회를위한 유용한 도구를 나타냅니다.
대조적으로, 제일 - 또는 VEC를 2 세대 ADV 쉽게 상업용 키트를 사용하여 제조 할 수있다 초기 유전자 E1 및 / 또는 E3 결여 할토르 HCAdV의 게놈 구조와 바이러스 생산은 더 복잡하다. HCAdV 게놈의 건설을위한 시스템은 모든 바이러스 코딩 시퀀스 및 셔틀 플라스미드 pHM5 9-12없는 HCAdV 게놈을 운반하는 플라스미드 pAdFTC을 기반으로합니다. 최대 14 킬로베이스 (KB)의 관심의 모든 유전자가 여러 복제 사이트가 인식에 의해 형벌되는 셔틀 벡터 pHM5에 복제 할 수 있습니다 / 원점 복귀 엔도 뉴 클레아의 사이트를 절단 SceI 제한 I 및 I-CEU I.를 PI- 따라서, 관심의 유전자를 클로닝 연속 PI- 및 I-SceI 제한 I- CEU I 의해 플라스미드에 함유 pAdFTC HCAdV 게놈에 존재하는 동일한 제한 부위에 관한 후속 삽입 소화 해제 될 수있다. pAdFTC에 PI- SceI 제한 I 및 I- CEU 난 부위를 절단 사이에 유전자 삽입 부위는 스터 DNA 및 5 '및 3'반전으로 말단 반복 게놈 패키징에 필요한 비 암호화하는 아데노 바이러스 서열 (LTR에)와 측면으로 접하고단부와 하류 5'ITR 패키징 신호 모두에서. 추가 투표자 DNA는 바이러스 생산시 효율적인 포장을 보장하기 위해 27-36킬로바이트까지 최종 HCAdV 게놈의 최적 크기를 제공합니다. pAdFTC이 (삽입 된 유전자의 크기에 따라 다름)까지 45킬로바이트와 큰 플라스미드와 비교적 긴 DNA 인식 사이트와 유도 엔도 뉴 클레아의 사용을하기 때문에 결합 강한 DNA, 몇 가지 정리 단계 pHM5에서 유전자의 전송시 필요한 전시 pAdFTC에. 전단력을 피하고 취급에주의하는 것이 좋습니다.
HCAdV 게놈은 LTR에 5'ITR의 상류에 직접적으로 위치되고 3'ITR (12)의 하류 없음 I 제한 효소 인식 부위에 의해 측면된다. 따라서, HCAdV 없음 내가 HCAdV 생산 세포주에 바이러스 게놈의 후속 형질 다이제스트에 의해 방출 될 수있다. 참고 제한 효소의 사용하지 I REL위한플라스미드 pAdFTC에서 바이러스 게놈의 용이성 삽입 유전자가 없음 I DNA 인식 부위의 결여 된 것을 의미한다. HEK293 세포 기반 생산 세포 (116 세포)를 안정적으로 Cre 호텔 재조합 효소를 표현한다. 바이러스 증폭 셀 (116)은 트랜스 -3,4-의 복제 및 패키징을 위해 필요한 모든 ADV 유전자를 제공하는 헬퍼 바이러스 (HV)와 공동 감염. HV 116 4 세포에서 발현 Cre 호텔 재조합 바이러스에 의해 증폭되는 동안 제거 floxed 포장 신호와 제 세대 ADV이다. 이것은 본래 패키징 신호를 포함 주로 HCAdV 게놈 encapsidated되도록.
HCAdV의 사전 증폭 조직 배양 접시의 표면에 성장 (116) 세포에서 시리얼 계대 단계를 수행하여 수행됩니다. 각각의 통과 후 바이러스 입자는 세 개의 연속 동결 - 해동 단계를 수행하여 감염된 세포에서 방출된다. 세포의 수가 증가는 모든 통로로 감염된선행 통로에서 세포 용 해물의 1/3. 마지막 사전 증폭 단계는 대규모 증폭 스피너 플라스크에 정지에서 재배 생산 세포를 감염하는 데 사용됩니다에서 마지막으로 해물. 비리 온은 4,12 구배 염화 세슘 밀도에서 초 원심 분리를 수행하여 현탁 세포로부터 정제된다. 이 절차를 빈 입자와 완벽하게 조립 입자는 두 가지 대역으로 분리된다. 상기 HCAdV을 집중하는 제 2 비 - 점진적으로 초 원심 분리 단계가 수행되는 입자를 포함한다. 이어서 HCAdV 함유 얻어진 밴드 수거하고 생리 완충액에 대해 투석한다. 최종 제제는 벡터의 절대 바이러스 입자 감염성 입자 및 HV 오염 수준의 숫자에 대한 특징이다. 절대 바이러스 입자는 바이러스 입자를 용균 및 260 nm에서의 흡광도를 측정함으로써 또는 정량적 실시간 PCR (qPCR에) (12)을 수행하여 결정될 수있다. 끝까지 마음의 감염ified하게 바이러스 입자는 감염된 세포에서 3 시간의 감염 후 내에 존재 qPCR의 측정 HCAdV 게놈에 의해 결정될 수있다.
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플라스미드 pAdFTC 기반으로 재조합 HCAdV 게놈 1. 건설
참고 : 모든 플라스미드는 이전에 11, 12를 설명하고 요청에 따라 사용할 수있다. 클로닝 과정은도 1에 개략적으로 도시되어있다.
생산자 세포주 (116)에 pAdFTC 플라스미드 및 HCAdV 벡터의 프리 앰프에서 HCAdV - 게놈의 2 출시
정량 실시간 PCR (qPCR에)를 사용하여 증폭 과정 3. 모니터링 (또한도 4a 참조).
서스펜션의 성장 (116) 세포에서 HCAdV 벡터 4. 대규모 증폭
5. 정제 및 HCAdV의 투석
6. 측정 광학 밀도의 최종 HCAdV의 준비의 물리적 역가 (OD)
7. 총 입자, qPCR에 의한 최종 벡터 준비에 HCAdV과 HV 오염 수준의 감염성 단위 측정합니다. 적정 절차의 방식은 그림 6에 표시됩니다
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복제, 증폭 및 HCAdV 준비 정화용 여기에 대표적인 예는 표시됩니다. 효소 소화 제한에 의해 복제 전략의 개요 (그림 1)과 복제에 대한 대표적인 예와 HCAdV 게놈의 릴리스는 (그림 2)이 제공된다. 소화 나는 PI- SceI 제한 I 및 I-CEU에 의해 pHM5에서 GOI-발현 카세트 및 후속 페놀 - 클로로포름 추출 및 EtOH로 침전의 출시 후 일반적인 제한 패턴 (그림 2A)를 표시된다 (도 1.2 ~ 1.5 단계). 일반적 pHM5 플라스미드 백본 및 GOI의 발현 카세트에 대응하는 제 2 대역에 대응 ~ 3킬로바이트 밴드를 관찰 할 수있다. GOI 발현 카세트를 함유하는 밴드이어서, 아가 로스 겔로부터 정제한다. 정제 된 GOI-발현 카세트는 정제, 탈 인산화 pAdVFTC와 함께 아가 로스 젤에 분석 W 그정확한 크기를 확인하...
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여기에 제시된 프로토콜은 전술 한 절차에 기초 4,12 인간 아데노 바이러스 형 5에 기초 HCAdV 벡터들의 정화를 허용한다. pAdFTC 플라스미드 내의 HCAdV 게놈은 모든 아데노 바이러스 유전자의 결여 만 5'- 및 3'- LTR에 및 포장 신호를 전달한다. 이 전략에서 HV AdNG163R-2 (4)는 트랜스 효율적인 바이러스 생산에 필요한 모든 유전자를 제공한다. 또는 아데노 관련 바이러스 (AAV) 기반 벡터 - 이것은 명확하게 제 1 및 제 2 세대 AdVs 또는 널리 사용되는 렌티 바이러스 (LV)을 outcompetes 최대 35킬로바이트의 포장 용량을 제공합니다. 특히 생체 내 (in vivo) 적용을위한 HCAdV의 두번째 장점은 제일 - 대조적 또는 2 세대 AdVs 그들이 세포 독성의 감소 된 수준과 5-8 바이러스 단백질의 발현으로 인한 면역 부작용을 표시한다는 점이다.
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저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
이 작업은 DFG 보조금 EH 192/5-1(A.E.), EU(E-rare-2) 프로젝트 Transposmart(A.E.), UWH Forschungsförderung(E.S. 및 W.Z) 및 University Witten/Herdecke(PB)의 박사 과정의 지원을 받았습니다. J.L.은 중국 장학금 위원회(Chinese Scholarship Council)의 급여와 Else Kröner-Fresenius 재단(EKFS)의 TB 및 M.G의 지원을 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| CeuI | New England Biolabs | R0699S | 제한 다이제 |
| PI-SceI | New England Biolabs | R0696S | 제한 다이제 |
| T4 Ligase | New Engand Biolabs | M0202S | 결찰 |
| SwaI | New England Biolabs | R0604S | 제한 다이제 |
| NotI | New England Biolabs | R0189S | 제한 다이제스트 |
| 송아지 장 알칼리성 인산가수분해효소 (CIP) | New England Biolabs | M0290S | 소화된 플라스미드의 탈인산화 |
| Hygromycin B | PAN Biotech | P02-015 | 116 세포를 발현하는 CRE 선택 |
| DMEM | PAN Biotech | P04-03590 | Hek293T 세포 배양 배지 |
| 최소 필수 배지 (MEM) Eagle | PAN Biotech | P04-08500 | 116 세포 배양 배지 |
| 둘베코' s 인산염 완충액 식염수(DPBS) | PAN Biotech | P04-36500 | 세포 세척, 세포 재현탁 |
| 250ml 저장 병 | Sigma | CLS430281-24EA | 현탁액에서 성장한 116개 세포의 감염 |
| 500ml PP 원심분리기 | Sigma | CLS431123-36EA | 현탁액 배양에서 세포 침 |
| 스피너 플라스크 | Bellco | 1965-61030 | 116개 세포의 성장 서스펜션 |
| 울트라 클리어 초원심분리기 튜브 | Beckmann Coulter | 344059 | 밀도 구배 원심분리 |
| 초원심 | Beckmann Coulter | 밀도 구배 원심분리 | |
| SW-41 로터 | Beckmann Coulter | 밀도 구배 원심분리 | |
| Spectrum Laboratories Spectrapor Membrane | VWR | 132129 | 투석 튜브 |
| 즉시 사용 가능한 투석 카세트 | Thermo | 66383 | 투석 |
| 원샷 DH10B 전기 역량 E. coli | invitrogen | C4040-52 | 결찰 반응의 변환 |
| PureYield Plasmid Midiprep 시스템 | Promega | A2495 | midiprep |
| peqGOLD 조직 DNA 미니 키트 | Peqlab | 12-3396-02 | 게놈 DNA |
| 분리 SuperFection 형질주입 시약 | Qiagen | 301305 | 116개 세포의 형질전환 |
| opti MEM (10% FBS) | Gibco | 31985-062 | 116개 세포의 형질전환 |
| iQ SYBR Green Supermix | BioRad | 170-8882 | q-PCR |
| CFX 96 C1000 터치 | Biorad | qPCR 기계 | |
| 페놀/클로로포름/이소아밀 알코올 | Carl Roth | A156.1 | DNA |
| 정제 세슘 클로라이드 | Carl Roth | 8627.1 | 밀도 구배 원심분리 |
| 아세트산 나트륨 99% | Carl Roth | 6773.2 | DNA 침전 |
| LB 매체 | Carl Roth | X968.3 | 세균 성장 매체 |
| 에탄올 99.8% 순수 | Carl Roth | 9065.5 | DNA 침전 및 세척 |
| SDS 99.5% | Carl Roth | 2326.2 | 용해 완충액 |
| EDTA | Carl Roth | 8043.2 | 용해 완충액 |
| Tris-HCl 99% | Carl Roth | 9090.3 | 투석 완충액/ 용해 완충액 |
| 글리세롤 99.5% | Carl Roth | 3783.1 | 투석 완충액 |
| MgCl2 98.5% | Carl Roth | KK36.2 | 투석 완충액 |
| NaCl | Carl Roth | 3957.1 | 선택적 투석 완충액 |
| KH2PO4 | Carl Roth | 3904.2 | 선택적 투석 완충액 |
| 자당 | Carl Roth | 9286.1 | 선택적 투석 완충액 |
| Na2HPO4x2H2O | Carl Roth | 4984.2 | 선택적 투석 버퍼 |
| 1.5-ml 튜브 | SARSTEDT | 72,730,005 | -80°C에서 바이러스 제제 저장; 씨 |
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