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腺病毒和慢病毒怎么选择?

 生物学渣 2021-05-23

病毒的转导效率比常规真核表达载体高很多,因此特别适合于介导外源基因在难转染甚至无法转染的哺乳动物细胞中表达。现在常用的病毒有慢病毒、腺病毒、逆转录病毒和腺相关病毒,我们目前接的项目主要是做慢病毒和腺病毒,这两种病毒在提高基因表达量,缩短实验周期上各有优势,但是有时可能因为实验目的不同,需要选择合适的腺相关病毒进行实验研究,具体选择何种病毒要可根据这两种病毒各自的特点来决定:

慢病毒:

优点:

可以插入细胞基因组,稳定表达,持续时间长;  

包装周期短(一般要两个月);

缺点:

感染效率相对于腺病毒要低很多;

不能扩增,一次包装的病毒用完后如果再需要只能重新包装,成本高。

一次包装所得到的的病毒滴度也相对较低(10的8次方pfu/ml),不大适合直接用于动物实验;

腺病毒:

优点:

感染效率高,很多细胞都能达到近99%;

纯化后的腺病毒可以直接进行动物活体注射;

可以在体外扩增,每次使用完后,可以自己用包装细胞进行扩增,节约成本;

一次包装所得到的滴度较高(纯化后为10的11次方pfu/ml,未纯化的为10的10次方pfu/ml);

缺点: 

不整合到基因组,无法稳定表达;

表达时间相对于慢病毒较短(两三周这样)。包装腺病毒的周期会比慢病毒长一些(一般要两个半月),因为腺病毒包装过程相对较繁琐。

但是总体来说,对于很多实验来说,选择腺病毒优势更大,并且很多情况下腺病毒是可以替代慢病毒来进行实验的:

一、后续实验周期不太长(一个月内)。选择腺病毒比慢病毒效率更高,用慢病毒的话感染效率不会太高,效率高的话也就70%到80%这样,不能直接进行后续实验,需要筛选稳定细胞株,而筛选稳定细胞株时间至少需要两周时间,筛选过程不顺利的话,需要的时间更多,会耽误实验。而腺病毒感染效率高,很多细胞的效率可以达到99%以上,这样就不需要话费额外的时间筛选稳定细胞株,可直接进行后续实验,对于实验时间和精力上节省很多。

二、目的细胞感染难度大,且后续实验不需要建立稳定细胞株。对于这种情况,当然是强烈建议用腺病毒,不说腺病毒感染效率会高很多,成本上也会节省很多。比如神经细胞,慢病毒感染效率估计只有30%这样,要把感染上的细胞分选出来继续培养才能进行后续实验,但是很多神经细胞(肿瘤细胞除外)都是不可传代的,如果筛选后几乎剩不了多少细胞,可能就无法完成后续实验。但是如果用腺病毒就不会出现这样的情况,腺病毒感染效率会比慢病毒高很多(可以达到70%左右),这样筛选出来的细胞可以直接进行后续实验,节省了时间成本。

三、要进行动物实验。动物实验需要的病毒量大,且病毒的滴度要很高,这样才能达到最小体积注射足够的病毒的目的。这一点,慢病毒肯定没法做到,目前慢病毒能达到的最高有效滴度一般是108PFU/ml,但是注射一只小鼠所需的病毒量至少1x108PFU/ml,而一只大鼠至少需要109PFU/ml,这样包装一次的慢病毒只能用于一只动物,同时,用慢病毒的话,要大约1ml的注射体积才能达到动物所需的病毒量,这个体积的液体量对于动物体是有害的,尤其是注射脑部,动物是承受不住的,但是用腺病毒就不会出现这样的情况,腺病毒的滴度可达到1011PFU/ml,用于动物实验时,每只小鼠只需要1ul,而每只大鼠10ul这样既可,一次包装的腺病毒足以完成一次动物实验研究,同时腺病毒可以扩增的,一次包装的腺病毒用完后不需要重头再次包装,而只要再扩增纯化即可,这样在经济成本和时间成本上都会节省很多。

为了更好的突出腺病毒在成本上比慢病毒的优势,我们用六孔板换算法可以更直观的看出腺病毒用于实验研究在经济成本上的优势。

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