《以高滴度HIV-1为基础的载体系统可用于非分裂细胞的基因传送》

  • 来源专题:艾滋病防治
  • 编译者: 李越
  • 发布时间:2005-04-17
  • Previously we designed novel pseudotyped high-titer replication defective human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) vectors to deliver genes into nondividing cells (J. Reiser, G. Harmison, S. Kluepfel-Stahl, R. O. Brady, S. Karlsson, and M. Schubert, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:15266–15271, 1996). Since then we have made several improvements with respect to the safety, flexibility, and efficiency of the vector system. A three-plasmid expression system is used to generate pseudotyped HIV-1 particles by transient transfection of human embryonic kidney 293T cells with a defective packaging construct, a plasmid coding for a heterologous envelope (Env) protein, and a vector construct harboring a reporter gene such as neo, ShlacZ (encoding a phleomycin resistance/β-galactosidase fusion protein), HSA (encoding mouse heat-stable antigen), or EGFP (encoding enhanced green fluorescent protein). The packaging constructs lack functional Vif, Vpr, and Vpu proteins and/or a large portion of the Env coding region as well as the 5′ and 3′ long terminal repeats, the Nef function, and the presumed packaging signal. Using G418 selection, we routinely obtained vector particles pseudotyped with the vesicular stomatitis virus G glycoprotein (VSV-G) with titers of up to 8 × 107 CFU/μg of p24, provided that a functional Tat coding region was present in the vector. Vector constructs lacking a functional Tat protein yielded titers of around 4 × 106 to 8 × 106 CFU/μg of p24. Packaging constructs with a mutation within the integrase (IN) core domain profoundly affected colony formation and expression of the reporter genes, indicating that a functional IN protein is required for efficient transduction. We explored the abilities of other Env proteins to allow formation of pseudotyped HIV-1 particles. The rabies virus and Mokola virus G proteins yielded high-titer infectious pseudotypes, while the human foamy virus Env protein did not. Using the improved vector system, we successfully transduced contact-inhibited primary human skin fibroblasts and postmitotic rat cerebellar neurons and cardiac myocytes, a process not affected by the lack of the accessory proteins.
  • 原文来源:http://www.pubmedcentral.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=110304
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  • 《Nat Med:开发出靶向HIV病毒库的Dual-CAR-T细胞,为治愈HIV感染奠定基础》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-09-02
    • 在一项新的研究中,来自美国拉根研究所、宾夕法尼亚大学和麻省总医院的研究人员描述了一种新型双CAR-T(Dual CAR T cell, Dual-CAR-T)细胞免疫疗法可以帮助对抗HIV感染。相关研究结果于2020年8月31日在线发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“Dual CD4-based CAR T cells with distinct costimulatory domains mitigate HIV pathogenesis in vivo”。论文通讯作者为拉根研究所的Todd Allen博士和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院微生物学教授Jim Riley博士。论文第一作者为宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院研究生Colby Maldini和拉根研究所研究员Daniel Claiborne博士。 关于受HIV感染的T细胞的扫描电镜图,图片来自NIAID。 Riley说,“这项研究强调了对T细胞改造方式的相对直接的改变如何导致它们的效力和持久性发生巨大变化。这一发现对使用T细胞来对抗HIV和癌症具有重要意义。” 全球HIV流行影响着全世界3500多万人。抗逆转录病毒疗法(ART)是一种日常治疗方法,可以控制但不能治愈HIV感染。然而,对于许多HIV感染者来说,获得和终生坚持每日疗程是一个重大挑战。HIV治愈的一个主要障碍是病毒库,即隐藏在受感染细胞基因组中的HIV拷贝。如果停止ART治疗,这种病毒能够迅速制造新的HIV拷贝,最终导致艾滋病(AIDS)的发生。 CAR-T细胞是一种强大的免疫疗法,目前应用于癌症治疗:将患者自身的免疫T细胞进行基因改造,使之表达嵌合抗原受体(CAR)。所表达的CAR对T细胞进行重编程,使得它们识别和消除特定的患病或感染细胞,如癌细胞或潜在的HIV感染细胞。 Allen和Riley的研究团队共同设计了一种新的HIV特异性CAR-T细胞。他们需要设计的CAR-T细胞能够靶向并快速消除HIV感染的细胞,并且一旦在体内存活和增殖,就能够抵抗HIV本身的感染,这是因为HIV的主要靶标就是这些T细胞。 Allen说,“通过采用循序渐进的方法解决每一个出现的问题,我们开发出受保护的Dual-CAR-T细胞,它能针对HIV感染产生强大、持久的反应,同时对这种病毒本身具有抵抗力。” 作为一种新型的CAR-T细胞,这种Dual-CAR-T细胞是通过对T细胞进行基因改造使得同一个T细胞表达两种CAR。每种CAR都携带一个CD4蛋白,使得它能够靶向HIV感染细胞,而且每种CAR还有一个共刺激结构域,用于向CAR-T细胞发出信号,增加这些T细胞的免疫功能。第一种CAR含有4-1BB共刺激结构域,可刺激细胞增殖和持久性,而第二种CAR具有CD28共刺激结构域,可增加这些T细胞杀伤HIV感染细胞的能力。 由于HIV经常感染T细胞,他们还添加了一种叫做C34-CXCR4的蛋白,这种蛋白是在宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院血液肿瘤科教授James Hoxie博士的实验室中开发出的。C34-CXCR4可以防止HIV附着在T细胞上,因而也就阻止这种病毒感染它们。最终产生的Dual-CAR-T细胞寿命长,在应对HIV感染时进行复制,有效杀灭被感染的细胞,并对HIV感染形成部分抵抗力。 当将受保护的Dual-CAR-T细胞给送到HIV感染的小鼠体内时,这些研究人员观察到HIV复制速度变得较慢,而且相比于未给送Dual-CAR-T细胞的小鼠,它们具有更少的HIV感染细胞。他们还观察到这些小鼠血液中的HIV病毒数量减少,CD4+T细胞得以保存下来。此外,当他们在HIV感染的小鼠中组合使用Dual-CAR-细胞细胞和ART时,这种病毒被更快地抑制,这就导致HIV病毒库比仅接受ART治疗的小鼠更小。 Allen说,“这些受保护的Dual-CAR-T细胞能够减少各种组织和细胞类型中的HIV载量,包括长寿命的记忆CD4+T细胞。我们认为这会支持使用CAR-T细胞疗法作为一种新的靶向HIV病毒库的工具,以便实现对HIV感染的功能性治愈。”
  • 《抗Vif的APOBEC3G用于HIV-1基因治疗的慢病毒载体的开发。》

    • 来源专题:实验室生物安全
    • 编译者:苑晓梅
    • 发布时间:2019-11-30
    • 抽象 需要一种无需抗病毒治疗即可控制HIV-1复制的策略,以实现功能性治愈。为了利用限制因子胞苷脱氨酶APOBEC3G(A3G)的先天抗病毒功能,我们开发了可自动将HIV-1 Vif耐药突变体A3G-D128K递送至靶细胞的自激活慢病毒载体。为了避免在病毒产生细胞中减少APOBEC3的表达,从而减少病毒的感染性,设计了一个包含两个A3G-D128K重叠片段的载体,该基因在病毒产生细胞中保持了非活性形式。但是,在靶细胞的转导过程中,直接重复序列之间的逆转录病毒重组在89%-98%的转导细胞中重建了活性A3G-D128K。表达A3G-D128K的慢病毒载体可高效转导CD34 +造血干细胞和祖细胞(> 30%)。 T细胞系CEM,CEMSS和PM1中的A3G-D128K表达通过C-U脱氨作用有效抑制几种HIV-1亚型的扩散感染,从而导致致命的G-A超突变和逆转录抑制。 SIVmac239和HIV-2未被抑制,因为它们的Vif降解了A3G-D128K。 CEM细胞中的A3G-D128K表达在没有检测到抗药性病毒的情况下有效抑制了HIV-1复制> 3.5个月,这表明A3G-D128K耐药性出现的高遗传障碍。因此,HIV-1靶细胞中的A3G-D128K表达是一种潜在的抗HIV基因治疗方法,可以与其他治疗方法结合使用,以治疗HIV-1并进行功能性治愈。抽象 需要一种无需抗病毒治疗即可控制HIV-1复制的策略,以实现功能性治愈。为了利用限制因子胞苷脱氨酶APOBEC3G(A3G)的先天抗病毒功能,我们开发了可自动将HIV-1 Vif耐药突变体A3G-D128K递送至靶细胞的自激活慢病毒载体。为了避免在病毒产生细胞中减少APOBEC3的表达,从而减少病毒的感染性,设计了一个包含两个A3G-D128K重叠片段的载体,该基因在病毒产生细胞中保持了非活性形式。但是,在靶细胞的转导过程中,直接重复序列之间的逆转录病毒重组在89%-98%的转导细胞中重建了活性A3G-D128K。表达A3G-D128K的慢病毒载体可高效转导CD34 +造血干细胞和祖细胞(> 30%)。 T细胞系CEM,CEMSS和PM1中的A3G-D128K表达通过C-U脱氨作用有效抑制几种HIV-1亚型的扩散感染,从而导致致命的G-A超突变和逆转录抑制。 SIVmac239和HIV-2未被抑制,因为它们的Vif降解了A3G-D128K。 CEM细胞中的A3G-D128K表达在没有检测到抗药性病毒的情况下有效抑制了HIV-1复制> 3.5个月,这表明A3G-D128K耐药性出现的高遗传障碍。因此,HIV-1靶细胞中的A3G-D128K表达是一种潜在的抗HIV基因治疗方法,可以与其他治疗方法结合使用,以治疗HIV-1并进行功能性治愈。