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病毒轉(zhuǎn)染 腺病毒包裝 慢病毒包裝
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1腺病毒包裝: :blob.png 應(yīng)用: 目的基因?qū)爰?xì)胞/動(dòng)物過表達(dá)研的究 目的基因?qū)爰?xì)胞/動(dòng)物RNAi干擾沉默的研究 microRNA導(dǎo)入細(xì)胞/動(dòng)物過表達(dá)的研究 microRNA導(dǎo)入細(xì)胞/動(dòng)物干擾敲減的研究 實(shí)驗(yàn)原理 腺病毒是直徑約80-120 nm的無包膜的線性雙鏈DNA病毒,可迅速感染分裂和非分裂期細(xì)胞,與細(xì)胞表面受體結(jié)合后通過內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞,在細(xì)胞核孔附近聚集,并在感染后2h將腺病毒的DNA釋放到細(xì)胞核中并開始蛋白表達(dá)。通過對(duì)野生腺病毒進(jìn)行改造,保留包裝信號(hào)序列,去除病毒蛋白的編碼序列,不僅增加外源基因的裝載容量,而且降低細(xì)胞毒性和機(jī)體免疫反應(yīng),從而獲得安全性更高的基因?qū)胂到y(tǒng)。 腺病毒包裝系統(tǒng)的特點(diǎn):不整合到宿主細(xì)胞基因組,無插入致突變性;可進(jìn)行有效擴(kuò)增,獲得高滴度高純度的腺病毒。 blob.png2慢病毒包裝: 應(yīng)用: 目的基因?qū)爰?xì)胞/動(dòng)物過表達(dá)研的究 目的基因?qū)爰?xì)胞/動(dòng)物RNAi干擾沉默的研究 目的基因?qū)爰?xì)胞的穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞系構(gòu)建 microRNA導(dǎo)入細(xì)胞/動(dòng)物過表達(dá)的研究 microRNA導(dǎo)入細(xì)胞/動(dòng)物干擾敲減的研究 實(shí)驗(yàn)原理 慢病毒屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒科,名稱源自該種病毒長達(dá)數(shù)年的潛伏期,其中最為人所知的是人類免疫缺陷病毒(HIV-1)。HIV-1直徑約120nm,含兩條正鏈RNA,可有效的進(jìn)入細(xì)胞核中,對(duì)分裂期細(xì)胞及非分裂期細(xì)胞均具有很高的感染效率。對(duì)以HIV-1為基礎(chǔ)進(jìn)行的慢病毒載體的改造,主要是去除致病基因減少輔助質(zhì)粒與載體質(zhì)粒的同源性,最終體現(xiàn)在滴度、生物安全性和外源基因表達(dá)效率上的提高,見結(jié)構(gòu)示意圖。 慢病毒包裝系統(tǒng)特點(diǎn):可通過順式作用元件將攜帶的基因運(yùn)送到細(xì)胞核,將要表達(dá)的基因序列整合到細(xì)胞基因組中,后續(xù)可以通過篩選穩(wěn)轉(zhuǎn)株獲得持續(xù)穩(wěn)定的高表達(dá)。 實(shí)驗(yàn)流程 blob.png 3 AAV病毒包裝 腺相關(guān)病毒(AAV)是一種人細(xì)小病毒,目前因?yàn)槟茏鳛橐环N基因治療載體而受到廣泛關(guān)注。構(gòu)建重組AAV(rAAV)涉及到用一個(gè)目的基因替換病毒基因組的大部分,然后將這個(gè)重組基因組包裝到一個(gè)有感染性的病毒顆粒里。 腺相關(guān)病毒(AAV)載體 1.廣泛用于體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究(定點(diǎn)注射與整體注射) 2.表達(dá)穩(wěn)定高效;非整合,轉(zhuǎn)基因安全性高 3.CMV, EF1a, CAG,GBG, Syn 等啟動(dòng)子可選 4.EGFP、mCherry等熒光蛋白可選 腺相關(guān)病毒(AAV)干擾載體 1.廣泛用于體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究(定點(diǎn)注射與整體注射) 2.表達(dá)穩(wěn)定高效;非整合,轉(zhuǎn)基因安全性高 3.構(gòu)建快捷,序列保證準(zhǔn)確 4.標(biāo)記基因可采用EF1a或GBG啟動(dòng)子表達(dá),穩(wěn)定高效 腺相關(guān)病毒包裝與純化 5.腺相關(guān)病毒包裝采用三質(zhì)粒系統(tǒng)進(jìn)行包裝,共轉(zhuǎn)染后通過對(duì)細(xì)胞裂解物進(jìn)行密度梯度離心純化和收集病毒。 腺相關(guān)病毒滴度檢測(cè) 腺相關(guān)病毒感染細(xì)胞 1.檢測(cè)方法:定量PCR檢測(cè)病毒基因組中的外源DNA拷貝數(shù) 2.對(duì)于特定細(xì)胞有較高的感染率,如心肌和血管內(nèi)皮細(xì)胞 3.實(shí)驗(yàn)原理:腺相關(guān)病毒的基因組為單鏈DNA 4.感染溫和,表達(dá)穩(wěn)定長效 腺相關(guān)病毒定位注射 5.感染范圍廣,可以用于神經(jīng)系統(tǒng)、眼睛、心肌、肝臟、肌肉和肺部定位注射或定向給藥 6.滴度高,顆粒小,擴(kuò)散能力強(qiáng) 7.表達(dá)穩(wěn)定,可持續(xù)半年以上 8.外源基因定向重組,免疫原性低,極少發(fā)生非特異反應(yīng)和免疫抑制,適合于進(jìn)行基因治療研究 rAAV定位注射腦皮層區(qū)域進(jìn)行基因沉默 Nature medicine, 2013, 19(6): 773-777. 中樞神經(jīng)AAV注射 rAAV定位注射紋狀體進(jìn)行基因沉默 PloS one, 2013, 8(6): e64637. 立體定位注射 12 周齡SD 雄性大鼠實(shí)驗(yàn)前麻醉。注射時(shí), 將27 號(hào)針頭用26 號(hào)內(nèi)徑的塑料管和10μl 漢米爾頓注射器(由微量注射泵推動(dòng))連接在一起,每分鐘注入病毒0.2μl,每次3μl。定位海馬的坐標(biāo)是前囟后3.6mm,側(cè)向2.0mm,背向2.8mm。每當(dāng)針頭定位后或是準(zhǔn)備拔出前都停留1min。 視網(wǎng)膜下AAV 注射 小鼠用3%異氟醚麻醉,用30 號(hào)注射針在接近晶狀體的鞏膜上切開一個(gè)小口,通過這個(gè)小孔,用5μl 漢密爾頓注射器(連接微量進(jìn)樣裝置)將2μl AAV 病毒緩慢(20-30s內(nèi))注入視網(wǎng)膜下。動(dòng)物選擇P21以后的小鼠。從病毒注射到后期實(shí)驗(yàn)中間至少休息3個(gè)星期。需要進(jìn)行行為學(xué)實(shí)驗(yàn)的,兩只眼睛都要感染相同的病毒。 整體注射 整體注射是最接近臨床治療方式的實(shí)驗(yàn)方法。一般地,利用病毒進(jìn)行整體注射主要通過胚胎注射、肌肉注射和靜脈注射等方式。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于大部分病毒而言,在動(dòng)物的肝臟、腎臟和胰臟積累較多;或者通過缺血再灌注等方式,也可以實(shí)現(xiàn)心臟的病毒感染。而rAAV病毒作為一種細(xì)小病毒,顆粒小,免疫原性低,已經(jīng)廣泛用于整體實(shí)驗(yàn)并獲得了積極的效果,成為整體實(shí)驗(yàn)研究中日趨突出的病毒工具。 病毒的整體注射對(duì)病毒滴度和體積有較為嚴(yán)格的要求,滴度低的病毒會(huì)造成感染和表達(dá)減弱甚至根本無法感染;滴度過高或雜質(zhì)過多的病毒會(huì)引起免疫反應(yīng)造成動(dòng)物死亡。作為免疫原性最低的AAV病毒載體,其在不同組織中的感染活性與血清型有著密切關(guān)系。其滴度范圍一般在1012v.g./ml以上。一般認(rèn)為,為了增強(qiáng)在某一組織中的表達(dá),采用組織特異啟動(dòng)子可以達(dá)到更好的效果。 rAAV整體注射肝臟感染效果
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