바이러스 변이
바이러스 트랜스덕션 개요
바이러스 트랜스덕션은 세포에 새로운 유전 물질을 도입하는 일반적인 방법입니다. 1970년대 포유동물 세포에 바이러스 벡터를 처음 사용한 이후 여러 종류의 바이러스 트랜스덕션 시스템이 개발되었습니다1. 생물의학 연구에서 가장 널리 사용되는 바이러스 벡터는 렌티바이러스, 아데노바이러스, 아데노연관바이러스(AAV), 레트로바이러스입니다. 각 벡터 유형은 뚜렷한 장단점을 가지고 있지만, 각 시스템의 다양한 세부 사항을 파악하는 것은 어려울 수 있습니다. 실험에 사용할 최적의 바이러스 벡터 유형을 선택하는 데 도움이 되는 간단한 가이드를 준비했습니다.
고려사항
각 실험에 이상적인 벡터 유형에 영향을 미치는 요인은 매우 다양합니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다: 표적 세포 유형은 무엇인가? 세포가 분열 중인가? 일시적인 트랜스덕션을 원하는가, 아니면 숙주 게놈에 안정적으로 통합되는 것을 원하는가? 바이러스에 대한 면역 반응이 실험에 영향을 미치는가? 어느 정도의 트랜스덕션 효율이 필요한가?
렌티바이러스
이는 유전자 전달에 가장 일반적으로 사용되는 바이러스 시스템입니다. 렌티바이러스는 포유동물 세포에 유전자를 영구적으로 도입하는 데 매우 효율적인 매개체입니다. 이 시스템은 분열 중인 세포와 비분열 세포 모두에 넓은 향성(즉, 다양한 세포 유형을 감염시킬 수 있음)을 가지며, 세포 면역 반응이 비교적 낮습니다. 살아있는 렌티바이러스는 고역가(>108 TU/ml)로 생산할 수 있으며, 최적의 조건에서 배양 세포에 대한 트랜스덕션 효율은 100%에 가까울 수 있습니다.
레트로바이러스
렌티바이러스와 유사한 것으로 MMLV(몰로니 마우스 백혈병 바이러스)와 같은 레트로바이러스가 있습니다. 이 바이러스 또한 넓은 향성을 가지며 숙주 세포 게놈에 안정적으로 통합되어 장기간 안정적인 유전자 발현이 가능합니다. 하지만 MMLV는 비분열 세포를 효율적으로 감염시키지 못하며, 렌티바이러스보다 더 강한 세포 면역 반응을 유발할 수 있습니다. 또한 MMLV와 유사한 레트로바이러스의 바이러스 역가는 일반적으로 렌티바이러스의 약 10분의 1 수준입니다.
아데노바이러스
이 바이러스 벡터는 비통합형으로, 감염된 표적 세포 내에서 에피솜 상태로 존재하며 숙주 게놈을 손상시키지 않습니다. 도입된 유전자의 발현은 일반적으로 일시적이며, 특히 빠르게 분열하는 세포에서는 시간이 지남에 따라 아데노바이러스가 소실됩니다. 분열 중인 세포와 비분열 세포 모두 아데노바이러스로 트랜스덕션할 수 있지만, 특정 세포 유형은 적절한 세포 표면 수용체가 없어 효율적으로 트랜스덕션되지 않을 수 있습니다. 아데노바이러스 감염으로 인한 세포 및 생체 내 면역 반응은 상당할 수 있으며 특정 실험에 간섭을 일으킬 수 있습니다. 아데노바이러스는 매우 높은 역가(>109 TU/ml)로 생산할 수 있어 감수성이 있는 표적 세포를 매우 효율적으로 트랜스덕션할 수 있습니다.
아데노연관바이러스
AAV는 또 다른 비통합형 에피솜 바이러스로 일반적으로 일시적인 유전자 발현을 유도합니다. 아데노바이러스와 달리 AAV는 면역원성이 매우 낮으며 생체 내에서 거의 병원성이 없습니다. 주요 실용적인 장점은 대부분의 경우 생물안전등급 1(BSL1) 시설에서 취급할 수 있다는 점입니다. 이 바이러스 벡터는 분열 중인 세포와 비분열 세포 모두에 넓은 향성을 가지며, 대부분의 AAV 제제의 역가가 비교적 높아 효율적인 유전자 전달 시스템으로 활용됩니다.
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| 렌티바이러스 | 아데노바이러스 | AAV | 레트로바이러스 | |
|---|---|---|---|---|
| 향성 | 넓음 | 일부 세포 유형에 효과 없음 | 넓음 | 넓음 |
| 비분열 세포 감염 가능 여부 | 가능 | 가능 | 가능 | 불가능 |
| 안정적 통합 여부 | 안정적으로 통합됨 | 일시적, 에피솜 형태 | 일시적, 에피솜 형태 | 안정적으로 통합됨 |
| 최대 역가 | 높음 | 매우 높음 | 높음 | 중간 |
| 면역 반응 | 낮음 | 높음 | 매우 낮음 | 중간 |
주요 바이러스 벡터 특성 비교
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참고문헌
- Goff SP and Berg P. (1976) Construction of hybrid viruses containing SV40 and lambda phage DNA segments and their propagation in cultured monkey cells. Cell 9:695-705
- Walther W and Stein U. (2000) Viral vectors for gene transfer: a review of their use in the treatment of human
