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昆虫杆状病毒表达系统研究

点击： 作者： 来源： 时间： 2007-11-10 　本站论坛

      另外，一些影响杆状病毒系统表达外源基因产物的因素在近两年得到了研究。杆状病毒吸附宿主细胞的动力学参数是影响细胞感染效果和表达物产量的因素之一。Petricevich等  以表达轮状病毒的重组蛋白VP4为例，对病毒吸附动力学的参数进行了研究，发现影响细胞感染效果的主要参数是胎牛血清浓度。不用胎牛血清或经高温处理后再使用，反而可以获得更高浓度的表达产物。重组病毒感染 sf-9的效果与细胞周期有关，Saito等对GFPuv基因在杆状病毒系统中表达的研究表明，当在宿主细胞的G.期感染时，细胞内的荧光强度是在G2／M期感染的 1.3倍，同时在宿主细胞的G。/S期感染时，感染量是在G：/M期感染的1．5-1．8倍。该研究结果对于选择病毒感染宿主细胞的时期有一定的借鉴意义。01ejnik等讨论了高渗透压对昆虫细胞表达重组蛋白产量的影响。采用补料分批培养发现，Trichoplusia ni BTI.TN.5B1-4(Tn-5)细胞具有很强的耐高渗透压能力，表达的重组核蛋白产量比等渗环境下的高出72％。该结果对于提高重组蛋白的产量具有重要意义，可能的原因是高渗透压下，葡萄糖的比耗率增加，细胞内重组蛋白的合成代谢更加旺盛。另外，杆状病毒易被紫外线钝化，Dustin等  将海藻病毒的嘧啶特殊二聚物糖基化酶(CV．PDG)用杆状病毒(AcMNPV)表达后，发现重组 AcMNPV受紫外线钝化的影响比野生型降低了3倍。该研究为提高杆状病毒抗紫外线能力提供了一个可行的办法。
6 ．昆虫杆状病毒系统的应用展望
      杆状病毒表达系统由于对外源基因克隆容量大，重组病毒易于筛选，具有完备的翻译后加工修饰系统和高效表达外源基因的能力等特点，现已广泛用于一些在其它表达系统表达有困难的高价值蛋白质的表达。新近报道的如人骨骼肌基因突变而产生的a-辅肌动蛋白，一直未找到较好的系统来表达它。Akkari等首次采用杆状病毒系统实现了它的高效表达和纯化。钙运转调节肽(caltfin)在动物授精过程中可以抑制钙流人精子，避免过早地产生顶体反应而导致授精失败。目前获取它的唯一方法是从动物体内提取，但如能通过生物技术手段大量生产，无疑具有广阔的应用前景。Phan等首次用昆虫杆状病毒系统高效表达了cahrin，并筛选出了有效的纯化方案。新近用杆状病毒表达系统表达成功的其它一些高价值蛋白见表2。

      由于昆虫杆状病毒表达系统独特的性质，现已被广泛应用于药物研发、疫苗生产、重组病毒杀虫剂等众多领域中。近几年的研究发现，AcNPV病毒也可以将外源基因导入哺乳动物的细胞，如人的肝细胞。这意味着AcNPV病毒可能成为哺乳动物基因治疗的媒介载体，因此杆状病毒有望在未来人类的基因治疗中得到应用。
      另一方面，利用昆虫杆状病毒系统进行重组杆状病毒杀虫剂的研究也仍然具有十分重要的意义。由于昆虫杆状病毒对人、畜安全，不易引起广泛规模的生态平衡的破坏等特点，昆虫病毒杀虫剂已成为当今生物农药研究与开发的热点。但野生型杆状病毒有必要进行重组改造，因其杀虫速度较慢。此外，昆虫杆状病毒系统本身及其相关技术尚需进一步完善和提高。如该系统无法进行连续性表达；糖基化方式与哺乳动物细胞存在一定差异，糖侧链甘露糖的成分较高，而复合寡糖缺乏。在杆状病毒系统的基础研究和应用技术方面，目前杆状病毒的基因组学，特别是功能基因组学的研究相对薄弱，有关病毒晚期基因的高表达和调控机制等仍不明了。另外杆状病毒可能的其它宿主还不十分清楚，表达产物的纯化和多元表达等方面的技术还不够理想等，都需要今后进一步研究。当前应重点加强杆状病毒的基因组学，特别是功能基因组学的深入研究，一是有助于杆状病毒载体的进一步改良，二是随着一些调节外源蛋白表达的基因结构和功能的深入了解，有利于外源基因的高效表达和调控。
      昆虫杆状病毒表达系统安全性好，表达水平高，可进行翻译后加工及表达产物的异源性小，是一种非常理想的真核表达系统。目前研究及应用最多的杆状病毒为AcNPV，尽管它可感染30多种细胞，但主要在sf细胞中繁殖，因此，对于其它细胞是否易感，以及外源蛋白的表达水平、转录后加工等问题还需深入研究。如果在重组产物纯化过程中混有昆虫细胞的蛋白，则可能在应用时引起过敏反应。所以，如何进一步纯化表达产物，将其致敏原性降到最低限度是值得重视和探讨的问题。
      由于该系统独特的性质，使其被广泛地应用于基因工程、药物开发、疫苗生产、表达免疫活性分子和某些致瘤病毒蛋白以及基因表达调控研究等多个领域中。迄今为止，已有数百个基因在昆虫细胞或幼虫体内得到高效表达，为获得大量的类原型蛋白及其功能研究提供了可能。

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