レンチウイルス遅いレンチを意味するラテン語からは、最初の感染から発症まで数ヶ月から数年までに長い時間を必要とするウイルス、です。これらのウイルスは、レンチウイルス属とレトロウイルス(レトロウイルス科)に属し、逆転写酵素(TR)によってDNAに転写されるRNAゲノムを持っています。
自然界では、レンチウイルスは霊長類、有蹄類、猫に存在します。たとえば、霊長類には2つの系統発生的に関連する系統があります。サル免疫不全ウイルス(SIV)とヒト免疫不全ウイルス(HIV)です。どちらも後天性免疫不全症候群(AIDS)の原因物質です。
出典:英語版ウィキペディアのPhD Dre
レンチウイルスから得られたレンチベクターは、生物学、機能ゲノミクス、遺伝子治療の基礎研究に広く使用されています。
レトロウイルスのライフサイクルの段階
すべてのレトロウイルスのライフサイクルは、体が細胞表面の特定の受容体に結合することから始まり、エンドサイトーシスによるウイルスの内部移行が続きます。
このサイクルは、ウイルスコートの除去と、ウイルスおよび細胞タンパク質に関連するウイルスゲノムからなるウイルス核タンパク質複合体(VNC)の形成に続きます。複合体の組成は時間とともに変化し、侵入ゲノムのDNA二重らせんへのTRによる変換に関連しています。
ウイルスゲノムの細胞への統合は、ウイルスゲノムが宿主の核に侵入する能力に依存します。VNCの再編成は、核への輸入において重要な役割を果たしますが、transportin-SR2 / TNPO3、importin-alpha3、importin7などの重要な細胞タンパク質も役割を果たします。
インテグラーゼなどのウイルスタンパク質、およびLEDCFなどの宿主細胞転写因子は、ウイルスゲノムの統合に重要です。
それは、宿主細胞の機械を使用して、ウイルスタンパク質を転写および翻訳し、ビリオンを組み立て、それらを細胞外空間に放出する。
レンチウイルスからレンチベクターへ
レトロウイルスのゲノムには、さまざまなウイルス要素に対して3つのオープンリーディングフレーム(MLA)があります。たとえば、カプシディアとマトリックス(gag遺伝子)、酵素(pol遺伝子)、エンベロープ(env遺伝子)。
ウイルスベクターの構築は、病原性に関連するものなどの野生ウイルスのいくつかの遺伝子の排除から成ります。このようにして、ウイルスベクターは真核細胞に感染し、逆転写し、宿主の真核細胞のゲノムに組み込まれ、疾患を引き起こすことなく導入遺伝子(挿入された治療遺伝子)を発現します。
レンチベクター構築の1つの方法は一過性のトランスフェクションです。これは、目的の遺伝子のみを運ぶウイルスミニゲノム(コンストラクトと呼ばれる)の使用に基づいています。一過性のトランスフェクションは、構築物の独立した送達で構成されます。
一部のレトロベクターは、非機能的レトロベクターと呼ばれる、ウイルス粒子の組み立てのための主要な要素のみを備えています。それらは、パッケージング細胞のトランスフェクションに使用されます。
導入遺伝子発現カセットを備えたベクターは、細胞に感染、形質転換(形質導入)、および導入遺伝子を発現することができます。
個別の構成の使用は、野生型の表現型を復元する可能性のある組換えイベントを回避することを目的としています。
レンチベクターテクノロジー
Lentivectorテクノロジーは、トランスジーンの安定した過剰発現、部位特異的遺伝子編集、永続的な遺伝子サイレンシング、幹細胞の改変、トランスジェニック動物の生成、および多能性細胞の誘導。
レンチベクターは取り扱いが簡単で、システムを作成できます。それらは不可逆的かつ安全にホストゲノムに統合されます。彼らは分裂している、または分裂していない細胞に感染します。
彼らは特定の組織に向いており、治療を促進します。それらはウイルスタンパク質を発現しないため、免疫原性が低くなります。彼らは複雑な遺伝要素を送ることができます。
基礎研究では、HIVベースのレンチベクターをRNA干渉送達システム(RNAi)として使用して特定の遺伝子の機能を排除し、他の異なる遺伝子との相互作用の研究を可能にしました。
HIVから得られたレンチベクター
1990年代初頭、最初のレンチベクターはチンパンジーSIVと密接に関連するHVI-1から構築されました。HVI-1は世界中のエイズの責任者です。
レンチベクターの第1世代は、HIVゲノムの重要な部分を占めています。これには、galとpol遺伝子、およびいくつかの追加のウイルスタンパク質が含まれます。この世代は、2つの構成を使用して作成されました。Envを表すそれらの1つは、パッケージ機能を提供します。もう1つは、Envを除くすべてのMLAを表します。
トランスファーベクターは、2種類のロングリピート(LTR)でマークされた発現カセットと、パッケージングと逆転写に必要な遺伝子で構成されています。
パッケージングベクターの第2世代はほとんどのアクセサリー遺伝子を欠いており、TatとRevを保持しています。これらの遺伝子は第3世代で削除され、4番目のコンストラクトによって提供されました。
第3世代のトランスファーベクターは、2つのパッケージングコンストラクトで構成されています。1つはgalとpolをエンコードします。もう1つはrevをエンコードします。3番目の構成は、VSV-Gから派生したエンベロープをエンコードします。目的の遺伝子をコードするものは、組換えを防ぐために不活性化されたLTRレンチウイルス配列を含んでいます。
後者の場合、転写調節要素は導入遺伝子の性能を向上させます。
他のウイルスから得られたレンチベクター
HIV-2ウイルスは、灰色のマガビーSIV(SIV SM)と密接に関連しており、西アフリカのエイズの原因となっています。このウイルスから第一世代と第二世代のベクターが得られました。
HVI-1と同様に、ベクターはSIV SM、EIAV(ウマの伝染性貧血ウイルス)、FIV(ネコ免疫不全ウイルス)およびBIV(ウシ免疫不全ウイルス(BIV))から構築されています3世代のEIAVベースのベクターが臨床用に開発されました。
第一および第三世代のベクターは、ヤギ関節炎脳炎ウイルス(CAEV)から構築されました。一方、第一世代のベクターはアフリカミドリザルのSIVから構築されています。
参考文献
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