肿 瘤 选 择 性 启 动 子
细 胞 周 期 调 控 启 动 子
动肿 子瘤 血 管 内 皮 导 向 启
双 特 异 性 启 动 子
录病 调毒 控增 殖 的 特 异 性 转
逆转录病毒(Retrovirus)结构
逆转录病毒(Retrovirus)是 RNA病毒，它有三个结构 蛋白基因： env-编码gpl20 和gp41两种包膜糖蛋白； gag-编码病毒衣壳、基质等 结构蛋白的基因；pol-编码 逆转录酶(p66/p51)、蛋白 水解酶和整合酶。
pol
env
LTR
产生病毒 产生 产生病毒 核心蛋白 逆转录酶 外膜蛋白
逆转录病毒载体的构建
常用的是莫洛尼小鼠白血病病毒(MoMLV)构建的 各类逆转录病毒载体。
长末端 重复序列 包装信号
LTR
φ
gag env 目的基因pol 标记基因
LTR
调节和 启动转录
逆转录病毒载体
LTR
φ
目的基因
标记基因
用途：基因转移和表达
1、基因治疗 4、组织工程 2、疫苗 5、转基因动物 3、器官移植 6、基因功能研究
直接体内法(in vivo)
间接体内法(ex vivo)
病毒载体的靶向性
转导靶向性 改造病毒外壳/外膜 连接靶向性结合分子
cell
Modified virus
转录靶向性（特异性）
组 织 特 异 性 启 动 子
LTR
重组逆转录病毒 (核酸部分只能是逆转录病 毒载体)
4
1
3
2
LTR gag pol env LTR
5 辅病毒
LTR 目的基因 标记基因 LTR
Gag蛋白 PoL蛋白 Env蛋白 包装细胞系 靶细胞
假病毒颗粒的产生并感染靶细胞
逆转录病毒载体应用实例
Stage-20 G3 embryos
Stage-28 G3 embryos
腺病毒载体应用实例(2)
Her2 (human epidermalgrowth factor receptor-2)：原癌基因人类表皮生长因 子受体基因, 是一种人癌细胞表面的biomarker。
RPin
(Designed ankyrin repeat protein)
Target
Her2
其他病毒载体-巨细胞病毒载体
病毒载体应用于基因治疗
病毒载体概述
要求：1、携带外源基因并能包装成感染性病毒颗粒
2、介导外源基因转移和表达 3、对机体不致病
容量：自身基因组大小的105%-110%
类型：1、重组型病毒载体
2、无病毒基因的病毒载体
可复制型 复制缺陷型 复制缺陷型
组成：1、病毒复制和包装元件
2、病毒基因 3、插入的外源基因或元件 4、病毒外壳/外膜
腺病毒(Adenovirus)结构
knob
腺病毒是一种无外壳的双链 DNA病毒，基因组长约36kb， 衣壳（capsid）呈规则的20面 体结构，直径约80-110nm。 衣壳含有240个六联体 （hexon）、12个五联体 （penton）和12根纤毛 （fiber）。五联体（penton） 和纤毛的头节区（knob）可 与细胞表面的病毒受体结合， 在病毒感染细胞过程中起着非 常重要的作用。
腺病毒感染通路
1.结合细胞 表面受体
2.内吞作用 进入细胞 3.转位到细 胞核 4.释放病毒 DNA
腺病毒载体应用实例(1)
中国科学院生化研究所刘新垣院士提出了癌症的靶向双基因病毒治疗策略， 用重组腺病毒ZD55-MnSOD和重组腺病毒ZD55-TRAIL联合治疗人结肠直 肠癌。并且该腺病毒EIA基因自身的启动子被hTERT启动子所取代，使得该重组 腺病毒变成一种依赖端粒酶的条件复制型增殖病毒。
a, without adenoviral transduction; b, transduced with ZD55-MnSOD; c, transduced with ZD55-TRAIL; d, transduced with the combination of ZD55-MnSOD with ZD55-TRAIL.
Animal: Rhesus macaques SIV: Simian immunodeficiency virus Vaccine: RhCMV/SIV vectors (巨细胞
病毒载体,携带SIV部分基因组)
SIV vaccine
HIV vaccine
MnSOD(Manganese superoxide dismutase):is a latent tumor suppressor gene. TRAIL:Tumor necrosis factor–related apoptosis-inducing ligand genes。 ZD55-TRAIL was shown to induce the MnSOD expression in SW620 cells.
逆转录病毒的生活周期 进入宿主细胞 双链RNA 逆转录酶 双链DNA前病毒 整合到宿主细胞基因组DNA中 宿主细胞RNA聚合酶II mRNA 病毒RNA基因组 作为合成相应 病毒蛋白质的模板 包装成新的病毒颗粒，离开宿主
DNA前病毒的结构特征
长末端 重复序列 包装信号
LTR 调节和 启动转录
φ
gag