Ad-Easy 包裝系統(tǒng)-重組腺病毒構(gòu)建,擴(kuò)增及純化基本技術(shù)操作

參考:
https://www.biomart.cn/experiment/228.htm

Ad-Easy 包裝系統(tǒng)

重組DNA技術(shù)可以用于:

(1)據(jù)需要選擇目的基因(DNA片段)在體外與基因運(yùn)載體重組,轉(zhuǎn)移至另一細(xì)胞或生物體內(nèi),以達(dá)到改良和創(chuàng)造新的物種和治療人類疾病的目的;
(2)是現(xiàn)代分子生物技術(shù)發(fā)展中最重要的成就之一,即是基因工程(GeneEngineering)的核心技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)方法原理

Adeasy系統(tǒng)利用了腺病毒具有的高感染能力,可高度濃縮等優(yōu)點(diǎn),并破壞了腺病毒基因組中的早期基因E1,使之成為較為安全、高效的病毒載體。利用帶有 E1 基因的 293 細(xì)胞作為包裝細(xì)胞,通過倍比擴(kuò)增,富集病毒顆粒,并通過CsCl 梯度離心,透析進(jìn)行分離純化。對絕大多數(shù)的細(xì)胞株可以達(dá)到近乎100%的感染效率。但需要指出的是 Adeasy 同樣具有所有病毒載體或轉(zhuǎn)染試劑都不可避免的細(xì)胞毒性問題。

一、目的基因的克?。ㄒ詐shuttle-CMV質(zhì)粒為例)

  1. 選擇適當(dāng)酶切位點(diǎn),進(jìn)行酶切連接,將目的片段插入pshuttl-CMV質(zhì)粒多克隆位點(diǎn)。
  2. 重組質(zhì)粒鑒定: 酶切鑒定或測序。
  3. 重組質(zhì)粒擴(kuò)增,純化并準(zhǔn)備適量含目的基因的穿梭質(zhì)粒。
  4. 用PmeI單酶切線性化重組穿梭質(zhì)粒,電泳鑒定質(zhì)粒完全被切開。
  5. 膠回收線性化質(zhì)粒,以備共轉(zhuǎn)化使用。

二、共轉(zhuǎn)化

1 大腸桿菌BJ5183電轉(zhuǎn)感受態(tài)制備

  1. 從新鮮瓊脂板上挑取單個BJ5183細(xì)菌,接種于LB培養(yǎng)基中,37℃振搖過夜。
  2. 接種25ml過夜培養(yǎng)物于500ml LB培養(yǎng)基,37℃振搖,至OD600 達(dá)到0.4。
  3. 迅速將培養(yǎng)物置于冰浴中30min,至充分冷卻。
  4. 將菌液轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的離心管中,4℃下以2500r/min離心15 min,棄培養(yǎng)液,回收細(xì)胞。
  5. 以10ml預(yù)冷的10%甘油洗滌沉淀,低溫離心,共兩次。
  6. 加約1ml(適量)預(yù)冷的10%甘油重懸沉淀,稀釋懸液100倍,測量OD600,至稀釋濃度為2-3×1010個細(xì)胞/ ml (1.0 OD600約2.5×1010個細(xì)胞/ml)。分裝,-80℃或液氮保存待用。

2 病毒骨架質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,擴(kuò)增,純化。

3 將1-5μl (約1μg) 線性化的穿梭質(zhì)粒及1μl(約100ng/μl)病毒骨架質(zhì)粒(如pAdEasy-1)加入至含約40μl BJ5183電轉(zhuǎn)感受態(tài)的EP管中混勻,冰上冷卻。

4 將混合物加入電轉(zhuǎn)杯,電擊(1250-1500V/mm,5ms)。

5 電擊結(jié)束取出樣品,加入1ml SOC或LB培養(yǎng)液,37℃低速振蕩40min。

6 取適當(dāng)體積的電擊轉(zhuǎn)化細(xì)胞液涂于數(shù)個卡那霉素抗性平板(25-50mg/ml),37℃培養(yǎng)16-20hr。

7 次日挑取平板上長出的菌落(選擇最小的菌落),接種于3ml含25-50mg/ml的LB培養(yǎng)基,37℃培養(yǎng)10-15hr。

8 堿裂法提取質(zhì)粒,0.8%瓊脂糖凝膠電泳篩選,大質(zhì)粒為可能陽性克隆,進(jìn)一步酶切鑒定。以PacI單酶切,0.8%瓊脂糖凝膠電泳如顯示出一條大片段(約30kb),及一條小片段(約3.0或4.5kb)(同時可進(jìn)行其它酶切鑒定),則基本確定為陽性克隆。

9 取1-5μl 陽性質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至DH5α大腸桿菌細(xì)胞(BJ5183為recA+,質(zhì)粒DNA易發(fā)生突變,DH5α或JM109,XL1-blue菌株為重組缺陷性菌株,可穩(wěn)定擴(kuò)增已鑒定的重組質(zhì)粒),擴(kuò)增細(xì)菌并純化質(zhì)粒。

三 重組病毒質(zhì)粒轉(zhuǎn)導(dǎo)293細(xì)胞

  1. 293細(xì)胞培養(yǎng):轉(zhuǎn)導(dǎo)24小時前,以方瓶為例,接種2×106 293細(xì)胞于25cm2方瓶,使生長密度約50-70%。(也可以使用6孔或96孔板)

  2. 以PacI單酶切重組病毒質(zhì)粒(轉(zhuǎn)導(dǎo)25cm2方瓶約需4μgDNA),完全線性化后,乙醇沉淀,再以20 μl ddH2O溶解。

  3. 脂質(zhì)體包裹質(zhì)粒(以Lipofectamine為例):每4μg PacI約需20μl Lipofectamine包裹。質(zhì)粒及脂質(zhì)體分別稀釋于500μl無血清培養(yǎng)基再混合,置于室溫下15-30min。

  4. 以無血清培養(yǎng)基輕輕洗滌培養(yǎng)瓶,另加2.5ml無血清培養(yǎng)基,37℃放置10min。

  5. 將Lipofectamine-DNA混合物加入培養(yǎng)瓶,37℃孵箱放置4hr。

  6. 4hr后,棄Lipofectamine-DNA混合液,另加入6ml DMEM完全培養(yǎng)基(含10% FCS)。如有大量細(xì)胞漂浮,可不棄Lipofectamine-DNA液,加入6ml DMEM完全培養(yǎng)基,37℃孵育過夜,再換液。

  7. 培養(yǎng)過程中觀察細(xì)胞生長情況。約2周后可觀察到細(xì)胞病變(CPE)出現(xiàn)(如用pAdTrack-CMV質(zhì)粒,由于含GFP,可觀察到綠色熒光)。

四 重組病毒鑒定

  1. 轉(zhuǎn)導(dǎo)10-14d后,收集細(xì)胞沉淀,加入2ml滅菌的PBS混懸,凍融細(xì)胞,離心后收集上清保存于-80℃。

  2. 取30-50% 步驟1中上清,感染50-70%飽和度的25cm2方瓶中293細(xì)胞。2-3d后出現(xiàn)明顯細(xì)胞病變。

  3. 感染后3-5d,當(dāng)1/3-1/2細(xì)胞漂浮時收集病毒。按步驟1收集細(xì)胞并準(zhǔn)備病毒上清。通過Western blot和/或PCR鑒定重組腺病毒產(chǎn)生。

  4. PCR鑒定重組病毒。取5μl病毒上清加入10μl蛋白酶K,55℃孵育1hr,再煮沸5min,離心后取1-2μl作PCR。

五 重組病毒擴(kuò)增,純化

  1. 75cm2方瓶中接種293細(xì)胞,至密度達(dá)到90%,加入適量病毒上清感染細(xì)胞。3-4d后,細(xì)胞幾乎變圓,且有一半細(xì)胞漂浮,則收集所有細(xì)胞。約500g轉(zhuǎn)速離心,棄上清。

  2. 以滅菌PBS重懸沉淀,反復(fù)凍融4次。4℃下7000g離心5min.病毒純化至少需要30瓶75cm2方瓶細(xì)胞。

  3. CsCl連續(xù)梯度離心純化:50ml離心管中稱量4.4g CsCl,加入8ml病毒裂解上清液,混勻,體積約為10ml。轉(zhuǎn)移至12ml超速離心管(用于SW41轉(zhuǎn)頭)中,覆蓋約2ml礦物油。平衡后,10℃下32000 rpm離心18-24hr,用注射器抽吸離心出的病毒帶。

(也可CsCl不連續(xù)梯度離心:20ml超速離心管中緩慢加入8ml CsCl 1.4 (53 g + 87 mL 10 mM Tris-HCl,pH=7.9),上面小心加入6 mL CsCl 1.2 (26.8 g + 92 mL 10 mM Tris-HCl,pH=7.9),再小心加入病毒上清液至體積達(dá)到20ml。平衡后,4℃下 23000rpm離心90min (SW28轉(zhuǎn)頭),用注射器抽吸下層藍(lán)白色病毒帶)

4 病毒透析去鹽:配置透析液(10 mM Tris pH 8.0, 2 mMMgCl2, 5% sucrose),滅菌處理。4℃透析,更換3次透析液,可基本去除CsCl,病毒保存于-80℃。

六 病毒滴度測定(TCID50)

  1. 細(xì)胞準(zhǔn)備:96孔板中接種100μl 293細(xì)胞,每孔細(xì)胞數(shù)約104個,以2% DMEM培養(yǎng)

  2. 稀釋病毒液準(zhǔn)備:以2% DMEM將病毒液稀釋成8個較高濃度(如10-3-10-10),每個濃度重復(fù)10個,每孔加入病毒稀釋液100μl。另留兩排不加病毒液作為陰性對照。37℃下,孵箱培養(yǎng)10天。

  3. 10d后觀察細(xì)胞,記數(shù)每排出現(xiàn)CPE的孔數(shù),計(jì)算細(xì)胞病變率。(如某一濃度各孔細(xì)胞全部病變,比率為1,如無細(xì)胞病變,則比率為0)。

  4. 計(jì)算T =10×101 + d (S - 0.5) /ml
    d = Log 10 稀釋度(如為10倍稀釋℃,d=1)
    S = 各濃℃細(xì)胞病變比率之和

實(shí)驗(yàn)室重組腺病毒常用質(zhì)粒:
病毒骨架質(zhì)粒:pAdEasy-1, pAdEasy-2
穿梭質(zhì)粒:p-Shuttle, p-Shuttle-CMV, pAdTrack, pAdTrack-CMV

注意事項(xiàng):

也可CsCl不連續(xù)梯度離心:20ml超速離心管中緩慢加入8ml CsCl 1.4 (53 g + 87 mL 10 mM Tris-HCl,pH=7.9),上面小心加入6 mL CsCl 1.2 (26.8 g + 92 mL 10 mM Tris-HCl,pH=7.9),再小心加入病毒上清液至體積達(dá)到20ml。平衡后,4℃下 23000rpm離心90min (SW28轉(zhuǎn)頭),用注射器抽吸下層藍(lán)白色病毒帶。

其他

腺病毒是一長約 36kb 雙鏈、無包膜的 DNA 病毒,具有易感染、易獲得、且能感染多種細(xì)胞等特點(diǎn); 腺病毒不整合到染色體 DNA 中,因而不會帶來嚴(yán)重的副作用,可用于體內(nèi)外基因治療、基因轉(zhuǎn)導(dǎo)等研究。

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