腺病毒（adenovirus，Ad）最初由W. P. ROWE等人在人腺樣體中分離得到并命名，這是一種直徑為70-100nm、無(wú)包膜的雙鏈DNA病毒。目前已知的人腺病毒血清型有50多種。其中基于人腺病毒5型（Ad5）改造的載體使用較為廣泛，其特點(diǎn)是人為地刪除了E1和E3基因，導(dǎo)致腺病毒失去復(fù)制能力和一定程度上降低免疫原性，使得Ad5成為一種廣泛、安全、有效的基因運(yùn)輸載體。

根據(jù)重組腺病毒的特點(diǎn)，我們繼續(xù)了解腺病毒在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用都有哪些：

腺病毒除了用作基因治療藥物載體和疫苗載體以外，在基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)研究上也受到科研工作者的青睞，可以搭載最高達(dá)8kb大小的目的基因。腺病毒基因組不會(huì)整合到宿主細(xì)胞中，可以直接進(jìn)行翻譯和轉(zhuǎn)錄，相比于RNA病毒起效更快。對(duì)于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)在感染后36-48小時(shí)會(huì)出現(xiàn)表達(dá)高峰；對(duì)于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)則在3-4天即達(dá)到表達(dá)高峰，表達(dá)效果可維持1-3周左右。

我們?cè)賮?lái)看一下腺病毒是如何包裝生產(chǎn)的？

目前，腺病毒的包裝系統(tǒng)主要有兩種：AdMax系統(tǒng)（圖1）和AdEasy系統(tǒng)（圖2）。與慢病毒和腺相關(guān)病毒不同，腺病毒的包裝細(xì)胞使用的是293A細(xì)胞（可表達(dá)E1基因），使腺病毒能順利完成復(fù)制擴(kuò)增（圖3）。大家可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)需求針對(duì)性選擇，兩種系統(tǒng)的具體特點(diǎn)比較見(jiàn)表1。

表1 腺病毒兩種包裝系統(tǒng)的對(duì)比

圖1? AdMax系統(tǒng)包裝原理示意圖

圖2? AdEasy系統(tǒng)包裝原理示意圖

圖3 腺病毒包裝過(guò)程示意圖

那么有哪些腺病毒產(chǎn)品可供選擇呢？

在此之前，我們先看看它是如何感染細(xì)胞的。首先，腺病毒衣殼主要由三種蛋白組成：六鄰體蛋白、五鄰體蛋白、纖突蛋白。每個(gè)五鄰體蛋白上結(jié)合著一根纖突蛋白。在腺病毒感染細(xì)胞的過(guò)程中（圖4），纖突蛋白先與細(xì)胞膜表面的嵌合抗原受體（CAR）結(jié)合，接著五鄰體蛋白與細(xì)胞膜上的整合素αVβ相互作用，通過(guò)內(nèi)吞作用將腺病毒轉(zhuǎn)移到胞內(nèi)。根據(jù)纖突蛋白的不同，漢恒生物不僅能提供常規(guī)的Ad5，還擁有自主研發(fā)的改良型腺病毒載體—Ads，它能高效感染懸浮細(xì)胞、專用于原代T細(xì)胞。

圖4 腺病毒感染細(xì)胞過(guò)程

表2 腺病毒產(chǎn)品比較

總之，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都可以用腺病毒，可見(jiàn)其在科研領(lǐng)域適用范圍之廣。漢恒生物的腺病毒產(chǎn)品成功助力許多生物醫(yī)學(xué)研究人員發(fā)表相關(guān)文獻(xiàn)，下面我們通過(guò)一些漢恒生物高校/科研平臺(tái)客戶使用案例來(lái)了解一下腺病毒產(chǎn)品的使用成果。

案例一

客戶單位：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院

文章標(biāo)題：Histone demethylase JMJD3 downregulation protects against aberrant force-induced osteoarthritis through epigenetic control of NR4A1

期刊：International Journal of Oral Science

影響因子：24.897

研究領(lǐng)域：骨關(guān)節(jié)炎

主要應(yīng)用：構(gòu)建sh-JMJD3腺病毒和sh-NC腺病毒，以MOI為300感染小鼠原代軟骨細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)抑制JMJD3的表達(dá)可抵抗異常流體剪切力導(dǎo)致的軟骨細(xì)胞損傷，減輕骨關(guān)節(jié)損傷，為關(guān)節(jié)疾病得到治療提供了潛在治療靶點(diǎn)。

Figure 3 腺病毒感染軟骨細(xì)胞后下調(diào)JMJD3基因可抑制SNP誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和FSS誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞損傷。

Figure 4 在與異常力相關(guān)的軟骨損傷中，JMJD3使NR4A1基因啟動(dòng)子區(qū)的H3K27me3去甲基化。

案例二

客戶單位：空軍軍醫(yī)大學(xué)國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心

文章標(biāo)題：Gold nanoparticles targeting the autophagy–lysosome system to combat the inflammation-compromised osteogenic potential of periodontal ligament stem cells: From mechanism to therapy

期刊：Biomaterials

影響因子：15.304

研究領(lǐng)域：牙周膜干細(xì)胞（PDLSCs）

主要應(yīng)用：構(gòu)建自噬雙標(biāo)腺病毒—mRFP-GFP-LC3腺病毒，檢測(cè)炎癥條件下的牙周膜干細(xì)胞（I-PDLSCs）成骨化障礙過(guò)程中自噬流的變化情況。研究表明，I-PDLSCs自噬-溶酶體系統(tǒng)被抑制，而金納米顆粒（Au NP）能再激活自噬流，進(jìn)而抵抗炎癥對(duì)PDLSCs的成骨化抑制。

Figure 3 I-PDLSCs在成骨誘導(dǎo)早期自噬流降低

Figure 7 Au NP處理促進(jìn)了I-PDLSCs的自噬和自噬流

案例三

客戶單位：復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院

文章標(biāo)題：lncRNA FR215775 Regulates Th2 Differentiation in Murine Allergic Rhinitis

期刊：Journal of Immunology Research

影響因子：4.493

研究領(lǐng)域：過(guò)敏性鼻炎（AR）

主要應(yīng)用：構(gòu)建lncRNA FR215775的干擾腺病毒載體（sh-FR215775-Ads）和對(duì)照腺病毒載體（sh-control），感染AR小鼠模型分離出的原代CD4+T細(xì)胞，以及通過(guò)尾靜脈注射到AR小鼠體內(nèi)。通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，lncRNA FR215775可能通過(guò)促進(jìn)CD4+T細(xì)胞增殖和分化參與AR，為找到AR發(fā)病機(jī)制提供了重要的見(jiàn)解和潛在的治療靶點(diǎn)。

Figure 3 LncRNA FR215775基因敲除對(duì)Th2細(xì)胞功能和分化的影響

?

?案例四

客戶單位：同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院

文章標(biāo)題：ETS-1 facilitates Th1 cell-mediated mucosal inflammation in inflammatory bowel diseases through upregulating CIRBP

期刊：Journal of Autoimmunity

影響因子：14.511

研究領(lǐng)域：炎癥性腸病

主要應(yīng)用：構(gòu)建Ad-m-CIRBP-shRNA和Ad-NC，通過(guò)腹腔注射至Ets-1 Tg小鼠體內(nèi)，每只小鼠的劑量為2×1010 PFU，2天后采用TNBS誘導(dǎo)結(jié)腸炎模型。研究結(jié)果表明，下調(diào)? CIRBP表達(dá)可抑制Th1細(xì)胞分化和TNF-α的產(chǎn)生，以減輕TNBS誘導(dǎo) Est-1 Tg小鼠結(jié)腸

Figure S5D 敲低CIRBP可下調(diào)CD4+T細(xì)胞部分相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)

References

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