是由两种以上的组成因素组成的生产系统 。传统的AAV载体生产系统就是由载体质粒,辅助质粒,辅助病毒和生产细胞4种因素组成 。这种策略的缺点是影响因素多,操作复杂,产量不容易稳定,不利于大规模生产 。以上各种生产系统也可以相互转化 。我们实验室通过将上述AAV载体生产系统的4种因素进行两两合并,即将辅助质粒和辅助病毒合并成一种重组的辅助病毒,将载体质粒和生产细胞合并成AAV前病毒细胞株,成功地将其转化成一种双组成因素的新型高效生产系统(伍志坚等,1999) 。
一般来说,发展新的包装策略主要是为了以下几种目的:
(1) 减少生产系统中的组成因素,简化操作过程;
(2)提高生产效率,降低生产成本;
(3)避免或降低野生型病毒的产生;
(4)避免使用难以与产品病毒分离的辅助病毒 。
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第三节 病毒载体的纯化方法
重组病毒的纯化与基因工程产品的纯化既有许多共性,又有显著的不同之处 。病毒可以看作是一个具有特定结构的生物大分子,一般都由位于中心的核酸和包裹于其外的蛋白外壳组成 。有些病毒还具有脂质膜和糖蛋白或糖脂 。许多分离纯化蛋白质的方法如离心和梯度离心、盐析、柱层析、超滤、透析等方法都可用于病毒的纯化 。然而,由于病毒结构的复杂性,纯化时不能采用蛋白质变性和复性的方法,因为一旦病毒蛋白发生变性,或病毒结构发生破坏,在体外就很难再重建成有感染性的病毒颗粒 。因此,在病毒的纯化过程中必须保持病毒的结构不受破坏,并且监测其感染活性 。
病毒的纯化一般分为以下几个步骤:
初始物(start material)的收集或制备
根据病毒产生方式的不同而采取不同的方式 。对于不导致细胞病变和死亡的病毒如反转录病毒,可不断收集产毒细胞(VPC细胞)的培养上清作为初始物;对于在生产病毒过程中宿主细胞发生病变和死亡的病毒如腺病毒,在病毒产生达到高峰时,收集培养上清,并裂解细胞以释放细胞内的病毒 。
培养上清和细胞裂解液都可作为纯化的初始物 。在实验室的小规模制备中,往往采用将培养上清与细胞一起反复冻融3~4次的方法制备细胞裂解液作为初始物 。对于初始物体积大于500ml的较大规模的制备,则需要考虑采用不同初始物的损益率 。如果收集时大部分(90%以上)目标病毒仍存在于细胞中,为了减少操作大体积初始物带来的不便,可以考虑放弃上清中含有的目标病毒,而通过低速离心收集细胞,重悬于较小体积的缓冲液中进行细胞裂解制备细胞裂解液 。对于腺病毒和AAV病毒的大规模制备都可以采用这种方式 。如果通过延长培养时间可以使大部分的目标病毒释放到培养液中,也可以只收集培养上清而弃去细胞,从而省去反复冻融的步骤 。
除了用反复冻融方法裂解细胞外,还可以根据目标病毒的生物学性质采用其它不影响其感染性的方法,如超声法、化学法(如在AAV病毒制备中用脱氧胆酸或氯仿)等 。
初始物的浓缩
当初始物体积较大时,要考虑对其进行浓缩后再分离纯化 。浓缩时最好同时能获得初步纯化对于效果 。在不影响目标病毒的感染性的前提下,可选用盐析、超滤、透析等方法进行浓缩 。盐析法不仅可以用来浓缩初始物,同时也能达到一定的分离纯化效果 。最常用的盐是硫酸铵;许多病毒如腺病毒、AAV病毒和单纯疱疹病毒用聚乙二醇/氯化钠系统沉淀可获得很好的效果并且不影响病毒的感染性 。
目标病毒的分离纯化
氯化铯密度梯度离心法至今仍是分离纯化各种病毒的最常用方法 。主要是依据不同病毒具有特征性的浮力密度,使其与细胞裂解液中的其它成分分离开来 。收集到目标病毒特异的组分后,用透析法除去其中的氯化铯,获得纯化的病毒 。用这种方法有时可获得极高纯度的病毒 。目前在临床实验中应用的重组腺病毒大都是用这种方法进行纯化的 。然而,这种方法也存在明显的弊病,主要是费时且操作难度较大,重复性较差;并且氯化铯对人体有毒性 。因此随着基因治疗研究和应用的发展,用这种方法纯化的重组病毒可能不能适应人体内应用的要求 。
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