慢病毒介导的 RNAi 技术 一、概述 慢病毒(Lentivirus)载体是以 HIV-1(人类免疫缺陷 I 型病毒)为基础发展起来的基因治疗载体。和一般的逆转录病毒载体不同,它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。该载体可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达。并且它可以有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,因此具有广阔的应用前景。 目前慢病毒被广泛地应用于 RNAi 的研究中。由于体外合成 siRNA 对基因表达的抑制作用通常是短暂的,因而使其应用受到较大的限制。采用事先在体外构建能够表达 siRNA 的载体, 然后转入细胞内转录siRNA 的策略,不但对基因表达抑制效果不逊色于体外合成 siRNA,而且稳定整合表达载体的细胞中,可以发挥长期阻断基因表达的作用。但上述两种方法,一是受到转染试剂转染效率的影响,在一些细胞内无法有效敲低(Knockdown)一些基因;二是传统方法得到稳定细胞株通常需要挑取单克隆,进行克隆化,这样费时费力。利用慢病毒介导的方法可以解决上述问题,这是因为慢病毒介导的 RNAi 具有下述优点: ● 慢病毒几乎可以感染所有种类的细胞,不存在某些细胞难以转染的问题。 ● 慢病毒可以在细胞基因组上稳定整合表达 siRNA 的元件,siRNA 表达效率比较均一,因此,无需挑取单克隆。 ● 慢病毒载体具有嘌罗霉素(Puromycin)抗性基因,Puromycin 可以在 2-3 天内杀死细胞,只有整合了病毒载体的细胞能够存活,这样缩短了得到稳定细胞株的时间。 慢病毒表达载体中,是由 RNA 聚合酶Ⅲ启动子来指导 RNA 合成的,这是因为 RNA 聚合酶Ⅲ有明确的起始和终止序列,而且合成的 RNA 不会带 poly A 尾。当 RNA 聚合酶Ⅲ遇到连续 4 个或 5 个 T 时,它指导的转录就会停止,在转录产物 3’端形成 1~4 个 U。U6 和 H1 RNA 启动子是两种 RNA 聚合酶Ⅲ依赖的启动子,其特点是启动子自身元素均位于转录区的上游,适合于表达~21nt RNA 和~50nt RNA 茎环结构(stem loop)。在 siRNA 表达载体中,构成 siRNA 的正义与反义链,可由各自的启动子分别转录,然后两条链互补结合形成 siRNA;也可由载体直接表达小发卡状 RNA(small hairpin RNA, shRNA),载体内的位于RNA 聚合酶Ⅲ启动子和 4~5T转录终止位点之间的茎环结构序列,转录后可折叠成具有 1~4 个 U 3 ’ 突出端的茎环结构,在细...