Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.6: Вірусна опосередкована доставка генів нейронам

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    72975

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Існує ряд способів доставки ДНК (або іншої генетичної інформації) до нейронів, включаючи трансфекцію, електропорацію, біолістичну доставку та наночастинки, але всередині неушкодженої біологічної системи, як мозок, є складним завданням. На щастя, нейрони дуже легко заражаються вірусами (див. Блок 1). Таким чином, нейробіологи упаковують генетичний матеріал, який вони хочуть виражати в межах конкретних груп нейронів всередині різних типів вірусів (рис\(\PageIndex{1}\).).

    Схематичний огляд того, як віруси (тобто аденовірус) можуть бути використані для доставки рекомбінантного генетичного матеріалу нейронам або іншим типам клітин нервової системи. Етапи включають вірусне зв'язування з клітинною мембраною, ендосомну упаковку і розпад, доставку та інтеграцію вектора в ДНК господаря і закінчення експресії потрібного білка.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\). Схематичний огляд того, як віруси (тобто аденовірус) можуть бути використані для доставки рекомбінантного генетичного матеріалу нейронам або іншим типам клітин нервової системи. Етапи включають вірусне зв'язування з клітинною мембраною, ендосомну упаковку і розпад, доставку та інтеграцію вектора в ДНК господаря і закінчення експресії потрібного білка.

    Насправді, як молекулярні нейробіологи, ми часто маємо ряд різних вірусних векторів, які ми можемо використовувати на свою користь. Деякі віруси, наприклад, упаковують лише невелику кількість генетичного матеріалу (наприклад, AAV), тоді як інші, такі як ВПГ, зможуть упаковувати до 150 кб генетичного матеріалу (а це багато) у вірус. Швидкість вираження і те, як довго буде зберігатися експресія рекомбінантного генетичного матеріалу, часто є міркуваннями щодо вибору вірусного вектора (див. Таблицю\(\PageIndex{1}\)).

    Таблиця\(\PageIndex{1}\). Властивості рекомбінантних вірусних векторів, корисних для доставки генів у нервовій системі дорослої людини
    Аденоасоційований вірус (AAV) лентивірус Вірус простого герпесу (ВПГ) Амплікон
    Генетичний матеріал Одноланцюгова ДНК РНК Дволанцюгова ДНК
    Здатність до генетичного матеріалу ~ 5 кілобаз ~ 8 кілобаз ~ 150 кілобаз
    Швидкість вираження Тижнів Тижнів Дні
    тривалість вираження Років Років Тижнів до місяців, але елементи можуть бути додані для стійкого вираження

    Одне технічне міркування, яке часто не береться до уваги - як генеруються віруси, що містять ген, який ми сподіваємося виразити в нейрони? Віруси дійсно не живі, так як це працює? Ми часто використовуємо клітинну лінію, таку як клітина HEK293, яка є ненейрональною клітинною лінією. Ми трансфікуємо 3 окремі плазміди в клітини HEK293 в культурі. 2 з плазмід вірусні (PVSV-G) і пакувальні плазміди, наприклад, для лентівірусів, і остання конструкція, яку ми хочемо спеціально доставити. На рис\(\PageIndex{2}\). показаний робочий процес виробництва лентівірусів (верхня панель) і AAV вірусів (нижня панель). В обох випадках вірусні частинки звільняються з трансфікованих клітин HEK293, а вірус збирається з клітин і обертається на градієнті за допомогою ультрацентрифугування та остаточного етапу очищення. Очищена рідина потім містить живий вірус, який може інфікувати нейрони.


    Малюнок\(\PageIndex{2}\). Lentivirus (верхня панель) — частина сімейства retroviridae (вірусні розміри 80-100 нм діаметром), отримані від вірусу ВІЛ-1. Щоб виробляти лентівіруси з геном, що представляє інтерес, як конструкція лентівірусної ДНК, спочатку трансфектують клітини з пакувальною плазмідою та вектором оболонки (VSVG). Аденоасоційований вірус (ААВ) (нижня панель) — член сімейства parvoviridae (діаметр 20 нм). Щоб виробити AAV, упакуйте цікавий ген у вектор AAV-ITR та трансфектуйте клітини з вектором Helper та вектором інтеграції ДНК Rep/Cap.