腺相关病毒(Adeno-associated virus,AAV)因其出色的组织特异性、低免疫原性、安全性和稳定性,已成为基因治疗领域极具潜力的病毒载体。由于不同衣壳AAV在组织亲嗜性上各有差异,因此选择合适的衣壳对于基因治疗效果的优化至关重要。此外,AAV表达框的优化也是决定基因治疗成败的核心环节之一。然而,传统的AAV衣壳筛选与表达框优化耗时费力、成本高昂,受实验批次间影响较大,导致结果的不确定性,从而难以实现系统性和标准化的优化流程。
因此,劲帆医药专为AAV设计了一段独特的DNA序列(Barcode),通过基因工程插至AAV基因组中,同时筛选针对各Barcode且经过扩增效率一致性验证的qPCR引物,通过qPCR检测Barcode表达水平来量化不同衣壳AAV的感染效率及表达框效能,为AAV优化提供标准化、高通量的解决方案。
1. AAV衣壳筛选
将候选AAV衣壳1:1(每种衣壳含有不同barcode)混合感染293T细胞或小鼠,取细胞或目标组织样并提取总RNA,通过qPCR检测不同衣壳AAVbarcode的表达水平,筛选最佳AAV衣壳。
2. AAV表达框优化筛选(启动子筛选为例)
将候选启动子(每种启动子对应一种特定的Barcode)与EGFP报告基因使用适合的衣壳AAV载体进行包装,然后将其1:1混合感染293T细胞或小鼠,取细胞或目标组织样并提取总RNA,通过qPCR检测EGFP及各启动子对应Barcode的表达水平,筛选出最佳启动子。
3. RNA提取及qPCR法检测
使用RNA提取试剂盒(需自备)提取细胞或组织样品总RNA,并用逆转录试剂盒(需自备)将1μg RNA逆转录为cDNA,然后通过EGFP及各Barcode引物进行qPCR检测病毒感染后是否表达对应mRNA,模板分别用AAV mix DNA/样品cDNA,反应按下表进行。
成分 |
体积(μl) |
AAV mix DNA/样品cDNA |
1 |
引物 |
0.4 |
qPCR mix |
10 |
ddH2O |
8.2 |
总体积 |
20 |
4. 结果计算及分析
将qPCR实验所得Ct值对应填入下表,并按表中所示计算方式进行计算,最终的占比数值即为AAV mix中不同衣壳病毒相对感染效率,数值越大则表示该种衣壳AAV的感染效率越高/启动子表达效能越高。
病毒样品 |
AAV#1/ 启动子#1 |
AAV#2/ 启动子#2 |
AAV#3/ 启动子#3 |
AAV#4/ 启动子#4 |
… |
AAV#9/ 启动子#9 |
AAV mix (总病毒) |
引物 |
引物1 |
引物2 |
引物3 |
引物4 |
… |
引物9 |
EGFP引物 |
AAV mix DNACt值 |
A |
B |
C |
D |
… |
I |
Y |
样品cDNACt值 |
a |
b |
c |
d |
… |
i |
y |
效率系数S |
S=(2-A+2-B+2-C+…+2-I)/(2-a+2-b+2-c+…+2-i) |
|
|||||
相对感染效率 |
2A-a×S |
2B-b×S |
2C-c×S |
2D-d×S |
… |
2I-i×S |
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组分 |
内容 |
AAV mix |
以EGFP为报告基因,多种含有不同barcode的AAV(可定制) 规格:滴度1E+13vg/ml、体积100µl |
Primers |
包括:barcode引物、EGFP引物 规格:浓度10µM/µl、体积10µl/Primer |
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