病毒載體包裝的實(shí)驗(yàn)流程主要包括質(zhì)粒制備、細(xì)胞培養(yǎng)、質(zhì)粒轉(zhuǎn)染、病毒收獲與純化四個(gè)核心階段。其中,質(zhì)粒轉(zhuǎn)染環(huán)節(jié)是消耗大量質(zhì)粒的關(guān)鍵步驟,其用量與包裝規(guī)模直接相關(guān)。
質(zhì)粒準(zhǔn)備階段(需中/大量質(zhì)粒)
1.1質(zhì)粒類(lèi)型包含:
轉(zhuǎn)移質(zhì)粒:攜帶目的基因(如CAR基因、sgRNA文庫(kù))
包裝質(zhì)粒:提供Gag、Pol、Rev等結(jié)構(gòu)蛋白(如psPAX2)
包膜質(zhì)粒:提供VSV-G等包膜蛋白(如pMD2.G)
1.2 質(zhì)粒的獲得
用于質(zhì)粒提取的起始菌株通常經(jīng)由分子克隆技術(shù)構(gòu)建。該技術(shù)流程主要包括:目的基因片段向質(zhì)粒載體的定向克隆、重組質(zhì)粒至宿主細(xì)胞(如大腸桿菌)的轉(zhuǎn)化,以及通過(guò)選擇性培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒在宿主菌內(nèi)的擴(kuò)增與富集。
菌體培養(yǎng)至理想密度后,為獲取適用于病毒包裝的高質(zhì)量質(zhì)粒DNA,需采用無(wú)內(nèi)毒素質(zhì)粒大提試劑盒對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行分離與純化,以確保產(chǎn)物具有低內(nèi)毒素殘留與高純度特性。推薦使用翌圣無(wú)內(nèi)毒素質(zhì)粒大量提取試劑盒V2(Cat#19037ES)
1.3質(zhì)粒質(zhì)量要求:
濃度 ≥500 ng/μL;
無(wú)內(nèi)毒素的殘留范圍根據(jù)敏感細(xì)胞系和非敏感細(xì)胞系而定,非敏感細(xì)胞系可承受 >1 EU/μg DNA 的內(nèi)毒素水平,敏感細(xì)胞系需 <0.1 EU/μg DNA(甚至<0.01 EU/μg)才能保證細(xì)胞存活和功能正常;
A260/A280比值1.8-2.0。
293T細(xì)胞系傳代
棄去培養(yǎng)液,PBS溶液輕輕洗滌細(xì)胞,以去除殘留的培養(yǎng)基和細(xì)胞碎片。使用1mL胰蛋白酶來(lái)消化細(xì)胞,使其從培養(yǎng)皿上脫落。消化完成后,用1mL完全培養(yǎng)基中終止消化,并調(diào)整細(xì)胞密度至每10毫升含有500萬(wàn)個(gè)細(xì)胞;將這些細(xì)胞重新接種到新的10厘米培養(yǎng)皿中培養(yǎng),確保在轉(zhuǎn)染前細(xì)胞密度達(dá)到80%左右這個(gè)密度是轉(zhuǎn)染的最佳條件,可以提高轉(zhuǎn)染效率和病毒產(chǎn)量。
注意:在復(fù)蘇細(xì)胞后,需要傳代至少2次才能進(jìn)行病毒包裝實(shí)驗(yàn)。這是因?yàn)閺?fù)蘇后的細(xì)胞需要一定的時(shí)間來(lái)恢復(fù)其正常生理狀態(tài)。同時(shí),傳達(dá)后的18-24小時(shí)內(nèi),需要確保細(xì)胞密度達(dá)到80%左右,以便進(jìn)行后續(xù)的轉(zhuǎn)染操作。
轉(zhuǎn)染前1-2h換液
轉(zhuǎn)染前1~2h 將需要轉(zhuǎn)染的細(xì)胞換新鮮的培養(yǎng)基,10mL/10cm皿,注意293T細(xì)胞的貼壁性不是很好,換液的時(shí)候盡量沿著側(cè)壁加液體。
慢病毒(Lentivirus)載體是以 HIV-1 (人類(lèi)免疫缺陷 1 型病毒)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的基因治療載體。慢病毒具有感染譜廣泛、可以有效感染分裂期和靜止期細(xì)胞、長(zhǎng)期穩(wěn)定表達(dá)外源基因等優(yōu)點(diǎn),因此成為導(dǎo)入外源基因的有力工具?,F(xiàn)在慢病毒系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各種細(xì)胞系的基因過(guò)表達(dá)、RNA 干擾、microRNA 研究以及活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中。
慢病毒包裝質(zhì)粒共轉(zhuǎn)體系
轉(zhuǎn)染條件優(yōu)化
質(zhì)粒比例(轉(zhuǎn)移:包裝:包膜)= 4:3:1 或 5:4:1。
質(zhì)粒DNA與PEI比例 = 1:2 到 1:3(w/w)。
孵育時(shí)間:10-20分鐘。
病毒收集和離心
轉(zhuǎn)染后 48 h 和 72 h 分別兩次收集病毒上清(48 h 收集后置換新鮮培液), 將收集的上清用 0.45 μm 濾器過(guò)濾,然后放于超速離心管中,4 ℃,72000 g 離心 120 min。
病毒重懸和保存
棄上清,500 μl 重懸液重懸病毒沉淀,一周內(nèi)使用則置于 4 ℃ 保存,如需長(zhǎng)時(shí)間存放需置于 -80 ℃ 或液氮罐保存。(注:具體重懸體積根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求而定)。
滴度測(cè)定
在 96 孔板中鋪合適數(shù)量的 293T 細(xì)胞,第二天將慢病毒原液進(jìn)行梯度稀釋后分別感染 293T 細(xì)胞,感染 24 h 后換成無(wú)病毒的培養(yǎng)液,感染 72 h 后在熒光顯微鏡下觀察結(jié)果,對(duì)熒光比例合適(10 ~ 30% 之間)的孔進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)。
滴度計(jì)算公式為:滴度(TU/ml)=細(xì)胞數(shù) ×熒光百分比×103 / 病毒原液體積
病毒質(zhì)量檢測(cè)
定量基因組拷貝:qPCR法
純度檢測(cè):SDS-PAGE、HPLC
安全性檢測(cè):檢測(cè)內(nèi)毒素、支原體、細(xì)菌等
轉(zhuǎn)染步驟是質(zhì)粒的"消耗大戶":每10 cm皿需~10 μg質(zhì)粒;
質(zhì)粒質(zhì)量決定病毒產(chǎn)量:內(nèi)毒素會(huì)抑制293T細(xì)胞生長(zhǎng),降低病毒滴度50%以上,質(zhì)粒超螺旋比例應(yīng)>90%。
內(nèi)毒素耐受細(xì)胞系(可承受 >1 EU/μg DNA 的內(nèi)毒素水平)
內(nèi)毒素敏感細(xì)胞系(需 <0.1 EU/μg DNA(甚至<0.01 EU/μg)才能保證細(xì)胞存活和功能正常)
核心結(jié)論:原代細(xì)胞、干細(xì)胞、免疫細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞(如SH-SY5Y)是內(nèi)毒素敏感細(xì)胞系的代表,必須使用增強(qiáng)型去內(nèi)毒素質(zhì)粒大提,推薦翌圣超純無(wú)內(nèi)毒素質(zhì)粒大量提?。–at#19038ES);而HEK293、HeLa等耐受細(xì)胞系可適當(dāng)放寬要求,仍建議使用高質(zhì)量質(zhì)粒。
翌圣生物
翌圣生物科技(上海)股份有限公司成立于2014年,是一家聚焦生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈上游核心原料,從事核苷酸、蛋白、細(xì)胞和類(lèi)器官四大品類(lèi)生物試劑的研發(fā)、生產(chǎn)與銷(xiāo)售的高新技術(shù)企業(yè)。公司兼?zhèn)浜诵募夹g(shù)自主研發(fā)和規(guī)?;a(chǎn)能力,核心產(chǎn)品數(shù)量達(dá)數(shù)千種,覆蓋分子克隆、qPCR、NGS、體外轉(zhuǎn)錄、抗體、蛋白純化及分析、細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)染、報(bào)告基因檢測(cè)和類(lèi)器官等多種系列,廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究、診斷檢測(cè)和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
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