Bac-to-Bac杆状病毒昆虫表达系统介导重组腺相关病毒的制备

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目的:通过杆状病毒昆虫表达系统,实现临床级重组腺相关病毒(rAAV)的制备。方法:将腺相关病毒(AAV)载体pAAV-MCS的两端反向重复序列(ITR)及目的基因表达框用限制性内切酶PciI和SfoI双酶切,得到大小约2053bp的目的片段,过胶纯化回收后用Klenow平端化处理。杆状病毒载体pFastBacDual用限制性内切酶KpnI和HindIII双酶切,过胶纯化回收得到4806bp的目的片段,通过Klenow和T4Polymerase平端化处理,用Solution I连接酶将两个片段连接到一起,构建成6859bp大小的顺式载体。经NdeI和HpaI双酶切和EcoRI单酶切鉴定,及DNA测序无误后命名为pBclAAV-MCS;为了检测两杆状病毒昆虫表达系统的可行性,设计正向引物EGFP-EcoRI-F和反向引物EGFP-Xbal-R经PCR反应从pIRES-EGFP中扩增得到大小约720bp的EGFP基因片段,因为pBcl AAV-MCS有同样的酶切位点EcoRI和XbaI,用Solution I连接酶将EGFP基因片段插入到pBclAAV-MCS的EcoRI和XbaI位点,经DNA测序正确后命名为pBcl AAV-EGFP。反式载体是利用真核细胞基因表达调控的遗漏扫描(leakyscanning)原理,在几个翻译起始部位引入ACG或CTG,这样一个启动子可以同时启动表达多个片段,将pAAV-MCS的衣壳蛋白(Cap1)和复制蛋白(Rep2)经PCR反应分别克隆至杆状病毒表达载体pFastBacDual的启动子PP10和PPH下,命名为pBcl AAVCap/Rep。分别将顺式载体和反式载体转化到DH10BacTM感受态中,制备成重组杆状病毒颗粒Bacmid,经PCR鉴定正确后,分别命名为Bacmid AAV-EGFP和BacmidAAV-Cap/Rep。按照Invitrogen质粒提取步骤提取Bacmid DNA后分别用转染试剂脂质体CellfectinII包装,转染sf9细胞制备P1病毒,然后用P1扩增P2病毒,使病毒滴度达到约1012v.g./ml,用Bacmid AAV-EGFP和Bacmid AAV-Cap/Rep的P2病毒共感染昆虫细胞sf9完成rAAV的拯救和包装过程。最后rAAV感染293T细胞来检测其活性。结果:顺式载体由pAAV-MCS和pFastBacDual剪接嵌合而成,大小为6859bp,酶切鉴定及测序正确,命名为pBcl AAV-MCS,将EGFP引入其多克隆位点,来检测该系统的可行性,测序正确后命名为pBclAAV-EGFP;反式载体是利用真核基因遗漏扫描原理表达AAV的包装元件,其中衣壳蛋白是由同一mRNA、不同起始密码子和共同的终止子转录生产,复制蛋白包含Rep78和Rep52,起始密码子分别是AUG和CUG,将衣壳蛋白和复制蛋白这两个基因表达片段经PCR反应连接到相应的限制性内切酶位点,分别克隆到杆状病毒载体pFastBacDual的启动子PP10下的KpnI和XhoI位点和PPH下的HindIII和BamHI位点,经DNA测序正确后命名为pBcl AAV Cap/Rep。此后将顺式载体和反式载体分别再转化到DH10BacTM感受态细胞中,转座形成杆粒Bacmid、在悬浮培养的昆虫sf9细胞中制备成杆状病毒,病毒滴度可达1-3x1012v.g./ml。然后用二杆状病毒共感染sf9细胞,完成rAAV-EGFP的拯救、复制和包装过程,经感染293T细胞测试具有良好的生物学活性。结论:该系统克服了常规rAAV制备的限制性因素,为临床级基因治疗用病毒的制备提供了实验依据,为rAAV的基因治疗打下了良好的基础。
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