慢病毒（(Lentivirus，LV）現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)生物學(xué)和轉(zhuǎn)化研究中，用于穩(wěn)定的轉(zhuǎn)基因過表達(dá)、持續(xù)的基因沉默、免疫、體內(nèi)成像、產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因動物、誘導(dǎo)多能細(xì)胞、干細(xì)胞修飾和譜系跟蹤，或定點基因編輯等細(xì)分領(lǐng)域。慢病毒載體作為基因傳遞載體具備以下優(yōu)勢：1.通過穩(wěn)定的載體整合到宿主基因組中來持續(xù)傳遞基因；2.感染分裂細(xì)胞和非分裂細(xì)胞的能力；3.廣泛的組織趨向性，包括重要的基因和細(xì)胞治療靶細(xì)胞類型；4.載體轉(zhuǎn)導(dǎo)后無病毒蛋白表達(dá)；5.傳遞復(fù)雜遺傳元件的能力，如多順反子序列或含內(nèi)含子序列；6.安全性更高?；谝陨隙喾N優(yōu)點，LV在持續(xù)穩(wěn)定調(diào)控目標(biāo)基因表達(dá)方面擁有不可撼動的地位。本期內(nèi)容小編詳細(xì)介紹慢病毒這一基因調(diào)控“老牌工具”及其包裝體系，所謂“磨刀不誤砍柴工”，只有更了解手中的工具才能最大限度地利用它！希望本文能對大家的研究有所幫助。

目前廣泛使用的慢病毒載體是通過將人類免疫缺陷病毒類型1（HIV-1）工程化而來的，HIV-1基因組是單組分、線性、二聚體的ssRNA，長度約為9.2Kb，帶有5’帽子和3’poly-A尾。蛋白編碼區(qū)側(cè)翼序列為5’和3’長末端重復(fù)序列（LTR）。LTR包含3’特異元件（U3）、重復(fù)元件（R）和5’特異元件（U5），還包含一些順式作用元件。一個病毒的RNA基因組起始于5’LTR 中R區(qū)的第一個核苷酸，終止于3’LTR中R區(qū)的最后一個核苷酸，包括了編碼19種蛋白產(chǎn)物的9種基因。gag、pol和env基因編碼所有逆轉(zhuǎn)錄病毒具有的常規(guī)結(jié)構(gòu)蛋白和酶。其他額外的基因編碼必需的調(diào)控蛋白（tat和rev基因）和輔助蛋白（vif、vpu、vpr和nef基因）。

通過瞬時轉(zhuǎn)染編碼病毒組件的質(zhì)粒，重組慢病毒顆粒能夠從包裝細(xì)胞中生產(chǎn)出來。慢病毒包裝系統(tǒng)建立于一個“切割”系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中自然的病毒基因組序列被分割后裝進(jìn)幾個單獨的輔助質(zhì)粒，這樣增加了慢病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)實驗的安全性。慢病毒包裝體系經(jīng)歷了兩次升級過程，基于安全性、實用性等多方面的綜合性能，目前最常用的是第二代包裝系統(tǒng)，第二代包裝系統(tǒng)所需的載體包括：

1.穿梭載體

轉(zhuǎn)移質(zhì)粒表達(dá)全長的gRNA，該gRNA包含用于有效包裝、逆轉(zhuǎn)錄、核運(yùn)輸和整合到宿主基因組DNA所必須的所有順式作用元件。含有病毒的LTRs和psi包裝信號，除非有內(nèi)部啟動子，否則這個目的質(zhì)粒的目的基因是由5'LTR驅(qū)動的，它是一個弱啟動子，需要Tat元件的來激活它。

2.包裝質(zhì)粒

包含gag、pol、rev、tat。早期包裝質(zhì)粒中包含了除去env基因所有其他基因，后面進(jìn)一步優(yōu)化：將4個編碼輔助蛋白的基因vif、vpr、vpu、nef也從包裝質(zhì)粒中剔除了，這些輔助基因的去除并不影響病毒的滴度和感染能力，但會干擾宿主的防御機(jī)制，因此它們的去除能增加了載體的安全性。

3.包膜載體

早期將表達(dá)env蛋白的env基因單獨構(gòu)建為包膜質(zhì)粒，由于包裝質(zhì)粒中不帶有env蛋白，這種病毒僅能進(jìn)行一次感染，而無法進(jìn)一步增殖。但是來源于HIV-1病毒的env蛋白只能識別CD4受體（主要由輔助T（Th）細(xì)胞表達(dá)，是Th細(xì)胞TCR識別抗原的受體），宿主范圍受限。后面就優(yōu)化成使用來源于水皰性口炎病毒（Vesicular Stomatitis Virus）的編碼病毒包膜糖蛋白的VSV-G基因代替原病毒的env基因，VSV-G蛋白的受體為低密度脂蛋白(LDL)受體，普遍存在于多種哺乳動物細(xì)胞表面，從而使慢病毒載體系統(tǒng)具有更廣的宿主范圍。

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參考文獻(xiàn)：

Sakuma T, Barry MA, Ikeda Y. Lentiviral vectors: basic to translational. Biochem J. 2012 May 1;443(3):603-18.