재조합 adeno – 관련 바이러스 (rAAVs) 벡터를 위해 점점 중요 해지고 있습니다<em> 생체내에</em> 동물의 연구. 우리는 rAAVs는 실험실에서 생산되는 수 있으며, 어떻게 이러한 벡터가 생성 전염성 입자의 수를 정확하게 읽기를 제공 titered 수있는 방법에 대해 설명합니다.
최근에는 재조합 adeno는 – 관련 바이러스 벡터 (AAV) 동물의 생체내 연구에 대해 점점 더 가치가 있고, 또한 현재 인간 임상 실험에서 테스트되고 있습니다. 야생 형 AAV는 parvoviridae 제품군의 비 병원성 회원 본질적으로 복제 – 결함이다. 광범위한 도입 프로필, 낮은 면역 반응뿐만 아니라 이러한 벡터와 달성 강하고 영구 transgene 표현들을 체외 및 생체내 유전자 전달에 대한 인기와 다양한 도구를 만들었습니다. rAAVs이 쉽고 저렴 실험실에서 생산하고, 자신의 유리한 안전 프로파일에 따라 수, 일반적으로 낮은 안전 등급 부여됩니다. 여기서 우리는 AAV1와 AAV2 모두의 capsid 단백질을 포함하는 키메라 rAAVs의 생산과 titering하는 방법을 설명합니다. 이러한 이른바 키메라 벡터의 사용은 높은 titres 주식 (AAV1)와 정화로 모두 부모 serotypes의 장점을 결합친화성 크로마 토그래피 (AAV2)에 의해. 이러한 AAV의 serotypes 모든 AAV의 serotypes의 연구 최고이며, 개별적으로 광범위한 감염 패턴을했습니다. 여기에서 설명한 키메라 벡터 AAV1과 AAV2의 전염성 속성을해야하기 때문에 신경, 골격 근육, 췌장, 다른 사람 사이에 신장을 포함하여 조직의 넓은 범위를 감염 것으로 기대하실 수 있습니다. 방법은 헤파린 열 정화를 사용하여 여기에 설명된 내용, 방법은 세슘 염화물 기울기 원심 분리를 통해 다른 정화 방법보다 높은 바이러스 titer와 청소기 바이러스 준비를 제공 믿었다. 또한, 우리는 이러한 벡터가 쉽고 빠르게 생산 감염성 입자의 수를 정확하게 읽기를 제공 titered 수있는 방법에 대해 설명합니다.
rAAV 벡터 동물의 생체내 연구에 대한 가치가 점점지고 있습니다. 여기, 우리는 기업에 바이러스 생산의 값비싼 아웃소싱을 피하고하여이 유용한 벡터의 광범위한 응용을 용이하게 할 수있는, 생산 rAAVs을위한 간단하고 저렴한 프로토콜을 설명합니다. 프로토콜 (참고 1 기준) 동등한 비율 4 양쪽 부모 serotypes의 capsid 단백질을 포함하는 키메라 rAAV1 / 2 벡터의 생산을 설명합니다. 헤파린 컬럼에 바인딩하여 rAAV 벡터의 정화는 AAV2 capsid 단백질의 표현에 의존하지만, 여기에 설명된 AAV1 이외 serotypes과 함께하실 수 있습니다. 또한, AAV6은 감소 친화력과 함께 있지만, 헤파린에 바인딩하는 것으로보고되었습니다, 그리고 잠재적으로이 절차를 사용하여 헤파린 5,6 열이 정화 수 있습니다. 그것은 다른 serotypes는 헤파린 칼럼 용출 5,7에 대한 NaCl의 다른 농도가 필요합니다, 그러나 지적해야합니다.
포장 rAAV의 genomes은 5.2 킬로바이트 8까지 포장 효율 날카로운 감소로 4.1 및 4.9 킬로바이트 사이에 최적으로 표시되었다. transgene 표현의 셀 유형 – 특정 규제는 일반적으로 작은 AAV 입자 내에 수용 수없는 요소를 행동을 대형 CIS에 의해 달성되기 때문에이 포장 제한은 rAAV 시스템의 가장 큰 단점으로 간주 수 있습니다. 이러한 우리가 아니라 같은 단계 6.3에서 설명하는 PBS를 추가하는 것보다 한 500 μl 배치에 250 μl에 집중 별도의 바이러스 배치를 결합하는 AAV 포장 한도에 가까운 패키지 유전자 시도로 인한 것과 같은 낮은 titer의 일괄를 극복하기. 신뢰성 셀 타입의 특정 형질 도입은 통합 Cre – 드라이버 마우스 및 포장 한도를 스트레칭 피하기 위해 조건부 rAAV 카세트 (아래 참조)에 의해 얻을 수 있습니다.
지폐,이 프로토콜은 높은 t의 생산에 쉽게 따라 지침을 제공하기 위해 시도하는 동안iter rAAV, 그건 헤파린 친화도 크로마 토그래피에 의한 정화를위한 AAV2 capsid 단백질 moieties의 존재를 필요로합니다. AAV2 이외 Serotypes는 대체 절차에게 9를 사용 정화해야합니다. 헤파린 열 정화의 장점은 그것이 세슘 염화물 경사도 10을 사용 제작 그 이상의 감염 속도를 가지고 AAV 벡터를 생성하는 생각입니다. 그러나이 방법에는 몇 가지 단점도 있습니다. 예를 들어, 헤파린을 묶고 다른 단백질은 또한 정화 바이러스 재고가 나타날 수 있습니다. 헤파린 – 정화 벡터의 tropism이 벡터 titer 10, 구체적으로 흥분성의 20 억제 뉴런 (그림 2) 중 하나를 대상으로 우리의 접근 방법에 의해 영향을받을 수 있지만 AAV – 중재 transgene 표현의 Cre – 유도된 활성화를 고용하고 titre – 독립적입니다. 헤파린 열 정화하는 대안의 사용을보다 높은 바이러스 titer와 순수한 준비를 생산 iodixanol 밀도 구배의 사용이다세슘 염화물 기울기 10. 이 방법은 99% 순도 11보다 큰 벡터를 생성하기 위해 헤파린 열 정화와 함께하실 수 있습니다. 따라서 신중한 검토가 바이러스성 정화 방법은 자신의 특정 다운 스트림 응용 프로그램에 가장 적합한하는 개별 그룹으로 이동해야합니다.
이 프로토콜과 관련된 가장 일반적인 문제는 낮은 바이러스 titer입니다. 우리의 경험에서 이것은 일반적으로 낮은 transfection 효율, 또는 헤파린 칼럼에서 바이러스의 용출로 추적할 수 있습니다. 모든 transfection 자료 transfection하기 전에 상온에서해야하고, 테스트 transfections는 각 연구실에 최적의 조건을 찾기 위해 수행되어야합니다. transfection의 다른 방법은 lipofectamine과 같은, 고효율 있지만, prohibitively 비싼 수 있습니다. 또한, 헤파린 열 용출 솔루션의 농도와 산도는 헤파린 열 witho에서 virions 완벽하게 용출에 대한 중요UT 손상. 또 다른 중요한 포인트는 패키징 세포 조직 문화 요리의 표면에 잘 준수해야한다는 것입니다. 세포 절차를 수행하는 동안 어떤 단계에서 분리하는 경우 그것은 실험과 서리를 없애다 세포의 새로운 약병을 종료하는 것이 좋습니다.
설치류의 transgene 표현의 Spatio – 시간적 제어를 쉽게 정확한 해부 학적 타겟팅과 동물의 발달 단계에 의해 이루어진다. 효율적인 AAV – 중재 유전자 전송은 utero 12,13에 표시되었습니다. 성인 두뇌에서 stereotaxic 주사 후 rAAV 입자에 감염된 영역뿐만 아니라 바이러스 titer의 변화에 의해뿐만 아니라 사출 매개 변수를 변경하여 훨씬 더 큰 영역에 아주 작은 타겟 지역에서 조정할 수 있습니다. 이것은 볼륨과 속도 주입과 바이러스 정지 14 폴리올 mannitol의 포함을 포함합니다. Mannitol은 또한 체계 rAAV 주입 15 일 이후에 조직의 다양한 감염을 향상시키기 위해 사용할 수 있습니다 </>를 한모금.
rAAV (약 4.7 KB)의 포장 용량은 아마도 이러한 바이러스 벡터에서 표현할 수있는 유전자의 관점에서 가장 제한 요소입니다. 그러나, 최근 연구는 이것이 부분적으로 별도의 rAAV 벡터에 큰 분할 또는 유전자 발현 카세트에 의해 극복하고 virions이 같은 세포 16 감염시 유전자 발현을 시작, 다리 순서를 소개 할 수있는 것으로 나타났습니다. rAAV 벡터에 의해 운반 유전자의 표현 수준도 크게 자체 무료 rAAV 벡터 17를 사용하여 향상된 수 있습니다. rAAV 벡터의 Stereotaxic 주사는 특정 지역과 관련된 방식으로 유전자 발현을 유도를위한 신속하고 저렴한 가격과 강력한 방법을 제공합니다. 조합 2 차 생성 RNA 간섭 전략 18 rAAVs 또한 특정 지역과 관련된 다운 유전자 노크 사용할 수 있습니다. rAAVs는 회로 및 셀 타입을 달성하기 Cre – 유전자 변형 생쥐 또는 셀 타입의 특정 발기인과 함께 조합하여 사용할 수예 : tet 시스템과 피팅 rAAVs가 바이러스 매개 유전자 발현 22,23 이상의 시간적 제어를 추가하면서, 높은 공간 해상도 2,19-21와 유전자 조작을 허용 특정 유전자의 표현. 이러한 예제는 이러한 벡터의 거대한 조합 가능성을 설명하고 올 년간 rAAV 기반 연구의 급속한 증가를 예측했다.
The authors have nothing to disclose.
Name of reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Amicon Ultra centrifugal filters | Millipore | UFC810024 | 100,000 MWCO |
Benzonase nuclease | Sigma-Aldrich | E1014 | |
Dulbeco’s modified Eagle medium (DMEM) | Invitrogen | 10567014 | Supplement with 10% FCS and 10 units/ml penicillin/100 μg/ml streptomycin |
Hek293 cells | American type culture collection | CRL-1573 | Use at passage less than 30 |
HEPES buffered saline | Sigma-Aldrich | 51558 | |
HiTrap Heparin cartridge | Sigma-Aldrich | 54836 | |
Iscove’s modified Dulbecco’s medium | Invitrogen | 12440-053 | Supplement with 5% FCS |
Sodium deoxycholate | Sigma-Aldrich | D5670 | Make fresh solution for each batch |
15 cm Tissue culture dishes | Fisher Scientific | 157150 | |
Stbl2 competent cells | Invitrogen | 10268-019 | |
Virkon solution | Fisher Scientific | NC9821357 | Leave to disinfect overnight before discarding to drain |
Table 1. Specific reagents required for protocol