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腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)属于微小病毒科,病毒基因组DNA为单链线形分子,其两端各有一段结构完全相同的反向末端重复序列(inverted terminal repeats,ITRs)。ITRs之间为两个开放式阅读框架,含有Rep基因与Cap基因。目前鉴定的AAV血清型超过100种,常用的为AAV1-9型。肿瘤治疗的传统方法主要为放疗、化疗、手术切除等,现在又产生了病毒治疗、基因治疗以及联合病毒-基因治疗,目前这些治疗方式都集中了大批科学家在为之努力。传统治疗手法(除了手术切除)都存在靶向性问题,而病毒治疗、基因治疗以及联合病毒-基因治疗目前其靶向性也不能令人满意。Shuffling技术为解决靶向性问题提供了一个坚实的技术基础。它既可以使基因序列发生点突变,也可以使基因片段发生插入、缺失、倒转和整合等,并且可以进行反复改组,使突变效应不断叠加,这是其他的突变技术所无法实现的巨大优势。由于AAV的靶向性是由其Cap基因编码的Cap蛋白所决定的,而通过对Cap基因进行shuffling,可以得到多种多样的各种嵌合型的Cap基因,其编码的蛋白也就会各不相同,从而使其靶向性多样化。因此,从shuffling所得到的AAV Cap基因库中就可能筛选出高效靶向某种特定细胞的Cap基因型。目前在所鉴定出的所有AAV血清型中,以对AAV2研究的最为透彻,其生物学特性也最为清楚,因此用其Rep作为重组AAV载体的通用Rep,其安全性也最高。基于这些原理,本课题所做的的主要研究过程为:(1)通过一系列的载体构建,最终构建出以pAAV-MCS载体为基本骨架载体,含AAV2ITR和Rep2序列的pAdB载体。同时用DNaseI对AAV1-9的Cap基因随机切断,切成大小在100-300bp之间的片段,然后对其进行合拉,使片段随机组合成嵌合的Cap序列。然后再以pAdB载体为基本骨架,将其与合拉的嵌合Cap序列进行连接,构建出pARC载体,重复这一过程,不断构建含有嵌合Cap序列的pARC载体库。(2)用pARC载体包装嵌合AAV病毒并进行筛选:用pARC质粒转染HEK293细胞,并加入5型腺病毒(Ad5),使AAV完成复制表达过程,最终包装出嵌合AAV病毒。接着将包装出的嵌合AAV病毒与Ad5共感染BEL7402肝癌细胞,经过三轮筛选感染后,初步筛选出可以靶向肝癌细胞的嵌合AAV(cAAV)。(3)检测筛选到嵌合AAV病毒的靶向性感染效率。首先将筛选出的AAV Rep2-嵌合Cap基因连接到pMD18-T载体上,构建出pARC-T载体,然后与AAV-EGFP质粒共转染293细胞,并加入Ad5,包装出里面包有EGFP基因、外面包被嵌合Cap外壳的AAV病毒(cAAV-EGFP),最后用cAAV-EGFP感染BEL7402细胞,观察绿荧光的表达。最终观察到绿荧光表达,证明筛选出了对BEL7402肝癌细胞具有一定靶向性的嵌合AAV。测序结果表明,本嵌合AAV的Cap序列是由AAV2,AAV7和AAV8三种AAV的Cap嵌合而成。本研究证明了此方法和技术的可行性,为进一步扩大嵌合AAV库容量和深入的研究做出了有益的探索。