A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
البروتوكول هو موضح هنا تمكن الباحثون على وجه التحديد تعديل كابسيدس إتش في مواقع مختارة بالكيمياء البسيطة. إتش محمية متجهات الجسيمات ويمكن أن تتولد ناقلات نقل الجين المستهدف، ويمكن دراسة التفاعلات ناقل المضيف.
إتش الناقلة أدوات قوية فيروثيرابي التطعيم وأونكوليتيك الوراثية. ومع ذلك، هم عرضه للتفاعلات غير مرغوب فيها ناقل مضيف متعددة، لا سيما بعد الولادة في فيفو . والتغلب على توافق في آراء بأن القيود المفروضة من تفاعلات غير مرغوب فيها ناقل المضيف يمكن فقط إذا كان يتم إجراء تعديلات محددة من سطح ناقلات الأمراض. وتشمل هذه التعديلات التدريع من الجسيمات من تفاعلات غير مرغوب فيها، والاستهداف بالأخذ بالجديد يغاندس. هدف البروتوكول المعروضة هنا تمكين القارئ من إنشاء محمية والمستهدف إذا رغبت، ناقلات نقل الجين البشري إتش أو فيروسات أونكوليتيك. البروتوكول سوف تمكن الباحثين من تعديل سطح إتش متجه كابسيدس بالمرفقات الكيميائية المحددة للبوليمرات الاصطناعية والكربوهيدرات والدهون، أو أخرى مويتيس بيولوجية أو كيميائية. فهو يصف التكنولوجيا المتطورة من التعديلات مجتمعة قفيصه الجينية والكيميائية، التي تظهر لتسهيل التفاهم والتغلب على الحواجز في فيفو تسليم ناقلات إتش. ويرد وصف مفصل وعلقت من الخطوات الحاسمة لإجراء تفاعلات كيميائية محددة مع الفيروسات النشطة بيولوجيا أو ناقلات المستمدة من الفيروس. التكنولوجيا المبينة في البروتوكول يستند إلى إدخال الوراثية سيستين (وبطبيعة الحال غائبا) المخلفات في الحلقات المعرضة للمذيبات من ناقلات المستمدة من إتش. توفر هذه المخلفات سيستين من مفاعليه كيميائية محددة التي يمكن، بعد إنتاج الناقلات التتر عالية، يمكن استغلالها لاقتران الكيميائية التساهمية محددة وكفاءة عالية من الجزيئات من مجموعة متنوعة واسعة من فئات المضمون إلى الموجه جسيمات. الأهم من ذلك، يمكن بسهولة تكييف هذا البروتوكول القيام بمجموعة متنوعة واسعة من مختلف التعديلات الكيميائية (غير ثيول المستندة) من إتش متجه كابسيدس. وأخيراً، أن من المرجح أن ناقلات نقل الجينات المستندة إلى الفيروسات غير المغلفة أخرى من إتش يمكن تعديلها على أساس هذا البروتوكول.
غدية (Ad)، أعضاء في أسرة أدينوفيريداي، هي غير يلفها فيروسات الحمض النووي من أنواع أكثر من 70 حتى الآن تم تحديدها (http://hadvwg.gmu.edu). اعتماداً على خصائص هيماجلوتينيشن وبنية الجينوم وتسلسل النتائج، يمكن تقسيم أنواع الإعلانات 70 إلى سبعة أنواع (البشرية غدية من ألف إلى زاي)1،2. الإعلانية المجين البشري هو 38 كيلو بايت في الحجم ومغلفة نوكليوكابسيد إيكوساهيدرال3. نظراً لما وفرة، هيكسون البروتين قفيصه، بينتون حكم عليه إلى قاعدة، والألياف هي جميعها المشار إليها كبروتينات قفيصه الرئيسية. ويشكل البروتين قفيصه هيكسون الأكثر وفرة وأكبر 20 قفيصه الأوجه، يتألف كل منهما من 12 هيكسون هوموتريميرس4،5. يتكون من بينتاميرس قاعدة بينتون حكم عليه إلى بينتون حكم عليه إلى، يقع على كل حافة icosahedral (الرأس)، ويمثل القاعدة لارتفاع الذروة التي بنيت الغليكوزيلاتي الألياف أرتب5،6. إدخال خلية الإعلان الأصلي يتكون أساسا من خطوتين رئيسيتين. أولاً، بمقبض الألياف ربط مستقبلات الأولية. في أنواع الإعلانات من الأنواع أ، ج، هاء وواو، هذا هو مستقبلات كوكساكي واتش (السيارات). يجمع هذا التفاعل virion القرب المكاني من سطح الخلية، مما ييسر التفاعل بين إينتيجرينس الخلوية وإدارات-عزر في بينتون حكم عليه إلى قاعدة والاستجابات الخلوية وبالتالي حمل. ثانيا، التغيرات في سيتوسكيليتون تؤدي إلى استيعاب virion والنقل إلى دخلول7. يطلق على التفكيك الجزئي في دخلول، virion إلى السيتوبلازم أوند يسافر في نهاية المطاف إلى نواة للنسخ المتماثل.
بينما يمكن أن يتم تسليم الإعلان محلياً (على سبيل المثال.، للتطعيم الجيني)، تسليم المنهجي من خلال مجرى الدم كما هو مطلوب أونكو فيروثيرابي يواجه عدة حواجز. بينما تنتشر في مجرى الدم، تواجه فيريونس حقن نظام الدفاع المناعي للمضيف، مما يؤدي إلى تحييد سريع لناقلات القائم على الفيروس وتقديم ناقلات القائم على الإعلان بالغة الكفاءة في تطبيقات النظم. وعلاوة على ذلك، هيباتوتروبيسم الطبيعية للإعلان يتعارض مع التسليم النظمية ويجب حلها لإعادة توجيه الإعلانات إلى الخلايا المستهدفة الجديدة بها.
Germline ترميز الأجسام المضادة IgM الطبيعية لنظام المناعة الفطرية تعترف بسرعة وربط الهياكل العالية المتكررة على السطح من8،virion9. قم بتنشيط هذه المجمعات مأمن الممرات الكلاسيكية وغير الكلاسيكية لتكملة النظام، مما يؤدي إلى تحييد سريع بوساطة تكملة لجزء كبير من فيريونس8. توسط الضامة10 طريقا ثاني أسفر عن إزالة فيريونس الإعلانية الرئيسية والمرتبطة بحادة السمية وديناميكية دموية الآثار الجانبية11،12. وفي حالة الإعلان على وجه الخصوص، كوبفر الخلايا المقيمين في الكبد ربط وفاجوسيتيكالي تناول فيريونس الإعلانية عن طريق مستقبلات الزبال محددة، وبالتالي القضاء عليها من الدم13،14،15 . وتم أيضا تحديد مستقبلات محددة الكاسح في خلايا بطانية جيبية الكبد (خلايا بورصة لندن)16، وخلايا بورصة لندن ويبدو أيضا أن تسهم ناقل القضاء17، ولكن إلى أي مدى لا يزال يحتاج إلى التوضيح. وعلاوة على ذلك، بعض أنواع الإعلانات ووسائل إيصالها المشتقة كفاءة المحتبسة بالكريات الحمراء البشرية18 التي تربط عبر السيارة أو مستقبلات تكملة CR119. من المذكرة، لا يمكن دراسة هذه الآلية عزل في النظام النموذجي الماوس كما هو الحال في التباين للبشرية الكريات الحمراء، الكريات الحمراء الماوس لا تعبر عن السيارة.
الإعلانات المضادة أجسام مضادة محددة إنشاؤها بواسطة الجهاز المناعي التكيفي بعد التعرض للإعلانات أما بسبب الإصابات السابقة مع الإعلان أو بعد الولادة الأولى في تطبيقات النظم رفع حاجزاً آخر للاستخدام الفعال لناقلات الإعلانية، وأنها ينبغي أن تكون التهرب في تقديم النظامية بكفاءة.
وأخيراً، هيباتوتروبيسم قوية من بعض أنواع الإعلانات (بما في ذلك Ad5) شدة يعوق تطبيق الإعلان في العلاج المنهجي. انتحاء هذا الناتج في توصيل تتمثل سبب تقارب عالية من virion الإعلانية للدم تخثر عامل X (إكس)، بوساطة بالتفاعل بين العملات الأجنبية مع الإعلان هيكسون البروتين20،،من2122. FX الجسور virion إلى كبريتات الهيبارين جليكانس (هسبجس) على سطح خلايا الكبد20،23،،من2425. ويبدو عاملاً حاسما لهذا التفاعل أن قدر معين من الكبرتة ن ويا من هسبجس في24من خلايا الكبد، الذي يختلف عن هسبجس في أنواع الخلايا الأخرى. وبالإضافة إلى هذا المسار بوساطة الفوركس، تشير الدراسات التي أجريت مؤخرا لم يتم بعد تحديد مسارات أخرى تلك النتيجة في توصيل الإعلانية لخلايا الكبد26،،من2728.
في الآونة الأخيرة، ثبت أن العملات الأجنبية لا تشارك فقط في توصيل تتمثل في الإعلان، ولكن أيضا ملزمة، virion الدروع الجسيمات فيروس ضد الأبطال ب نظام مكمل26. ولذلك، سيخلق الحد توصيل تتمثل بمنع FX ملزمة، الآثار الجانبية غير المرغوب فيها لزيادة الإعلان الأبطال عبر نظام المناعة الفطرية.
ولمعرفة عميقة بالتفاعلات المعقدة بين الكائنات المضيفة ومتجهات الضروري على تطوير ناقلات أكثر كفاءة للتطبيقات النظامية التي تجاوز العقبات التي فرضتها الكائن المضيف.
إحدى الاستراتيجيات التي استخدمت أصلاً للبروتينات العلاجية تم تكييف لناقلات الإعلان جزئيا على الأقل التغلب على الحواجز الموصوفة أعلاه. ويمكن تخفيض أنتيجينيسيتي والاستمناع لمركبات البروتين العلاجي باقتران للبولي إثيلين غليكول (شماعة)29،30. ومن ثم، اقتران التساهمية البوليمرات مثل الوتد أو بولي [N-(2-هيدروكسيبروبيل) ميثاكريلاميد] (فبما) إلى قفيصه سطح الدروع الموجه من تفاعلات غير مرغوب فيها ناقل المضيف. وبشكل عام، البوليمر اقتران أهداف اليورو-أمين مجموعات من بقايا الجانب يسين أن تكون موزعة بشكل عشوائي على السطح قفيصه. ناقل الجزيئات في الحل، نظراً لطبيعة ماء للبوليمرات المرفقة، يحيط بها قذيفة مياه مستقرة أن يقلل من خطر الاعتراف الخلايا المناعية أو تدهور الانزيمية. وعلاوة على ذلك، عرضت ناقلات سي الإعلانية للتهرب من الأبطال بمكافحة هيكسون الأجسام المضادة في المختبر وفي الفئران قبل تحصينهم في فيفو31. على النقيض من التعديلات الوراثية قفيصه، يتم اقتران الكيميائية للبوليمرات بعد الإنتاج والتنقية، مما يتيح ليس فقط لاستخدام الخلايا المنتجة التقليدية وإنتاج مخزونات ناقلات عيار عالية، ولكن أيضا لتزامن تعديل الآلاف من الأحماض الأمينية على سطح قفيصه. ومع ذلك، يوجه أمين التدريع تحدث بشكل عشوائي في جميع أنحاء سطح قفيصه كله، أدى إلى ارتفاع التغاير وعدم السماح بتعديل كابسوميرس محددة. وعلاوة على ذلك، يضعف مويتيس البوليمر الكبيرة المطلوبة للآثار المفيدة فيروس بيواكتيفيتي32.
للتغلب على هذه القيود، كريبيل وآخرون. 33 عرض مفهوم جنتي-الكيميائية لمكافحة ناقلات الطاقة المتجددة-وإلغاء الاستهداف. وأدخلت سيستينيس وراثيا في قفيصه الفيروس في المواقع المعرضة للمذيبات مثل الألياف مرحبا-حلقة33والبروتين التاسع34و35،هيكسون36. على الرغم من أن يمكن أن تنتج نواقل الإعلانية لا تحدث بشكل طبيعي، سيستين الحاملة في التتر عالية في الخلايا منتج طبيعي. الأهم من ذلك، يسمح إدراج سيستينيس في بعض كابسوميرس، وفي مواقع مختلفة داخل كابسومير واحد لإجراء تعديلات محددة للغاية من مويتيس ثيول المجموعة المتفاعلة. لقد ثبت هذا النهج جينيتي والكيميائية للتغلب على العديد من العقبات في تصميم ناقل الإعلانية. مزيج بيجيلاتيون المستندة إلى أمين للاستهداف واقتران المستندة إلى ثيول الترانسفيرين إلى مقبض الألياف قد ثبت حلقة مرحبا بنجاح استهداف ناقلات الإعلانية ل الخلايا التي تفتقر إلى سيارات33تعديل. منذ هيكسون تشارك في التفاعلات الأكثر غير مرغوب فيها (تحييد الأجسام المضادة، عامل تخثر الدم FX)، كما تطبق استراتيجيات التعديل على أساس ثيول هيكسون. اقتران الصغيرة شماعة مويتيس إلى HVR5 هيكسون منعت الإعلانية ناقل الجزيئات ترانسدوسي الخلايا سكوف-3 حضور العملات الأجنبية، بينما زادت مويتيس شماعة كبيرة تتمثل توصيل14،35. وعرضت الإعلانية الجسيمات ناقلات تحمل طفرات في مقبض الألياف يحول دون ربط السيارة وملزمة HVR7 المثبطة للعملات الأجنبية (وتأثير إدراج سيستينيس في HVR1 بيجيليشن الخاصة بالموقف) التهرب من تحييد الأجسام المضادة وتكملة وساطة، كذلك الكاسح بوساطة مستقبلات الامتصاص دون فقدان للعدوى. من المثير للاهتمام، على الرغم من عدم وجود درع FX الطبيعية، بيجيليشن مرة أخرى تحسين توصيل من خلايا الكبد كدالة ل حجم شماعة36. ومع ذلك، اتضح أن التدريع التساهمية تؤثر على عمليات الاتجار بالبشر داخل الخلايا. تهوية وآخرون. مقارنة لا رجعة فيه مقابل دروع بيوريسبونسيفي استناداً إلى فبما، وبينت أن لا وضع المجان التدريع لا البوليمر المشارك كان لها أثر على إدخال خلية، لكن يؤثر على الجسيمات الاتجار إلى النواة. تستخدم كدرع بيوريسبونسيفي مع البوليمرات المشارك فبما مشحونة بشكل إيجابي يسمح للجسيمات الاتجار إلى النواة، الحفاظ على توصيل عالية الكفاءة للإعلان متجهات في المختبر و في فيفو37.
وخلاصة القول، تشير هذه البيانات إلى أن، حتى في ظل الافتراض بأن جميع المتجهات-المضيف-التفاعلات كانت معروفة ونظرت، التعديلات السطحية قفيصه المفرطة ضرورية للتغلب على العقبات المرتبطة بتسليم ناقلات الأمراض الجهازية.
ونقدم هنا بروتوكولا لإجراء التعديلات الكيميائية الخاصة بالموقع من إتش كابسيدس ناقل التدريع و/أو إعادة توجيه جزيئات النواقل إتش وفيروسات أونكوليتيك على أساس إتش. ويرد في الشكل 1مفهوم هذه التكنولوجيا. وهو يسمح التدريع بعض المناطق قفيصه من تفاعلات غير مرغوب فيها بمرفق التساهمية البوليمرات الاصطناعية. في الوقت نفسه، كما يوفر وسيلة لإرفاق يغاندس والجمع بين التدريع والاستهداف. استخدام الكيمياء البسيطة، سوف تكون قادرة على تعديل تساهمي إتش متجه السطح مع مجموعة متنوعة من الجزيئات بما في ذلك الببتيدات/البروتينات والكربوهيدرات والدهون، والجزيئات الصغيرة الأخرى المجربون. وعلاوة على ذلك، ينص البروتوكول على مفهوم عام لتعديل المواد الكيميائية النشطة بيولوجيا ناقلات المستمدة من الفيروسات تحت صيانة السلامة البيولوجية والنشاط.
ملاحظة: في ما يلي، بروتوكول بيجيليشن جنتي-الكيميائية الإعلان ناقل يتم وصف بالتفصيل. لتمكين اقتران محددة من مجموعة الوتد، متجه Ad5 كان مقدما وراثيا تعديل بواسطة إدخال بقايا سيستين في البروتين هيكسون في الحلقة هايبرفاريابل 5 كما هو موضح في منشور سابق36، وشماعة ماليميدي المنشط مجمع كاقتران مركب.
1. إعداد المخازن المؤقتة لتنقية متجه بالتدرجات خطوة CsCL
2-اقتران مويتيس: تخزين وإعداد
ملاحظة: مويتيس المستخدمة لاقتران إلى سيستينيس بحاجة إلى تحمل جماعات ثيول المتفاعلة. مركبات ماليميدي المنشط ستشكل سندات ثيوثير مستقرة مع سيستينيس أدخلت وراثيا. وبدلاً من ذلك، اورثو-بيريديلديسولفيدي (أوبس)--يمكن أن تستخدم مركبات منشطة، التي تشكل بيوريسبونسيفي ثنائي كبريتيد الجسور بين جزيئات النواقل واقتران مجموعة. 750 مالبيج المجففة بالتبريد، فضلا عن معظم الكواشف اقتران أخرى حساسة للتحلل المائي ويجب تخزين جافة في شكل المساحيق المجففة بالتبريد في-80 درجة مئوية.
3-التضخيم وتنقية وتعديل المواد الكيميائية من ناقلات الإعلانية:
4-تحقق اقتران بالحزب الديمقراطي الصربي صفحة:
ملاحظة: إذا تم استخدام المركبات ذات الأوزان الجزيئية العالية بما فيه الكفاية لاقتران إلى فيريونس الإعلانية، اقتران يمكن التحقق من أن جل polyacrylamide التفريد (الحزب الديمقراطي الصربي صفحة). ثم ينبغي أن يؤدي اقتران ناجحة في تحول من الفرقة البروتين المقابل للبروتين virion الإعلانية المعدلة، بالمقارنة مع البروتين في virion الإعلانية غير معدلة (انظر الشكل 4).
ويبين الشكل 2 أمثلة على تأثير سيتوباثيك (CPE) في 293 الخلايا (HEK 293) الذي يشير إلى إنتاج ناقلات ناجحة. يجب أن تظهر الخلايا مورفولوجيا (الشكل 2) 40-48 ساعة بعد التطعيم مع ناقل الفيروس. تيميبوينت الصحيح للحصاد أمر حاسم لعدم فقدان جزيئات الفيروس عن طري?...
عادة كفاءة يمكن بواسطتها تعديل سيستينيس أدخلت وراثيا كيميائيا 80-99 في المائة، ومتغيرات معينة تؤثر على هذه الفعالية. أولاً، أنها بالغة من عدم خضوع سيستينيس وراثيا أدخلت أكسدة سابق لأوانه. رغم كونها محمية جيدا في البيئة مما يقلل من الخلايا المنتجة، وملزمة لتوفير بيئة غير مؤكسد بعد الإفراج ع?...
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Vector purification and chemical modification | |||
Argon gas | Air liquide | local gas dealer | |
Liquid Nitrogen | Air liquide | local gas dealer | |
500 mL centrifuge tubes | Corning | 431123 | |
Stericup Express Plus 0.22 µm | Millipore | SCGPU02RE | |
Tris(2-carboxyethyl) phosphine (TCEP) | Sigma-Aldrich | C4706-10g | |
2 mL (3mL) Norm Ject (syringes) | Henke Sass Wolf | 4020.000V0 | |
Fine-Ject needles for single use (yellow 0.9 x 40 mm) | Henke Sass Wolf | 4710009040 | |
Caesium chloride 99.999% Ultra Quality | Roth | 8627.1 | |
Silica gel beads | Applichem | A4569.2500 | |
Methoxypolyethylene glycol maleimide - 750 (PEG mal-750) | Iris Biotech | store in silica gel beads at -80 °C | |
13.2 mL Ultra Clear Ultracentrifuge Tubes | Beckman Coulter | 344059 | only open in hood |
PD-10 size exclusion chromatography column | GE Healthcare | 17-0851-01 | store at 4 °C |
Hepes | AppliChem | A1069.1000 | |
SDS Ultrapure | AppliChem | A1112,0500 | |
Glycerol | AppliChem | A1123.1000 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Material for cell-culture | |||
DPBS | PAN Biotech | P04-36500 | |
DMEM | PAN Biotech | P04-03590 | |
Trypsin/EDTA | PAN Biotech | P10-0231SP | |
FBS Good | PAN Biotech | P40-37500 | |
Penicillin/Streptomycin | PAN Biotech | P06-07100 | |
Biosphere Filter Tips (various sizes) | Sarstedt | ||
Serological Pipettes (various sizes) | Sarstedt | ||
reaction tubes (various sizes) | Sarstedt | ||
TC plates 15cm | Sarstedt | 83.3903 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Material for silver staining protocol | |||
Methanol | J.T.Baker | 8045 | |
Ethanol absolute | AppliChem | 1613,2500PE | |
Acetic Acid | AppliChem | A0820,2500PE | |
Formaldehyde 37% | AppliChem | A0877,0250 | |
Ethanol absolute | AppliChem | A1613,2500PE | |
Sodium thiosulfate | AppliChem | 1,418,791,210 | |
Silver nitrate | AppliChem | A3944.0025 | |
Sodium carbonate | AppliChem | A3900,0500 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Special Lab Equipment | |||
Desiccator | Nalgene | 5311-0250 | |
Megafuge 40 | Heraeus | ||
Roter for Megafuge TX750 + Adapter andLlids for 500 mL tubes | Heraeus | ||
Water bath | Conventional | ||
Ultracentrifuge e.g. Optima XPN-80 | Beckman Coulter | ||
suitable Ultrazentrifuge Rotor e.g. SW41 | Beckman Coulter | ||
pH -Meter | Conventional | ||
Stand with clamps | Conventional | ||
Goose neck lamp | Conventional | ||
Over-head rotor | Conventional | ||
Thermal Block | Conventional | ||
Photometer (OD 260) | Conventional |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved