Chandipura病毒糖蛋白(CNV-G)促进Gectosome生成并实现细胞内治疗药物的递送

Chandipura viral glycoprotein (CNV-G) promotes Gectosome generation and enables delivery of intracellular therapeutics

作者信息Xiaojuan Zhang, Quanbin Xu, Zeyu Liu, Jayson B Ball, Brandon Black, Saheli Ganguly, Michael E Harland, Samuel Blackman, Stephanie Bryant, Kristi Anseth, Linda Watkins, Xuedong Liu
PMID38702887
期刊Mol Ther
发布时间2024-07-03
DOI10.1016/j.ymthe.2024.04.034

实验完整度

包括体外细胞实验、原代神经元、小鼠体内实验及组学分析,并进行功能验证和机制验证。

主要模型

HEK293T细胞 HeLa细胞 Neuro-2a细胞 SH-SY5Y细胞 小鼠模型

重点核对

CNV-G和VSV-G gectosome的细胞趋向性差异

摘要

囊泡性口炎病毒G蛋白(VSV-G)的过表达会升高含有VSV-G的称为gectosome的EV的分泌。这种囊泡可以被工程化以递送治疗性大分子。我们研究了来自几种病毒的病毒糖蛋白在gectosome产生和细胞内货物递送方面的潜力。来自人嗜神经病原体Chandipura病毒的病毒糖蛋白(来自Chandipura病毒的病毒糖蛋白[CNV-G])在293T细胞中的表达显著增强了含有CNV-G的gectosome的产生。与VSV-G gectosome相比,CNV-G gectosome对特定细胞类型(包括原代细胞和肿瘤细胞系)表现出更高的选择性。与CNV-G和VSV-G gectosome之间的差异趋向性一致,CNV-G gectosome的细胞进入不依赖于低密度脂蛋白受体(该受体对VSV-G进入至关重要),并且对药理学调节剂表现出不同的敏感性。CNV-G gectosome在体外和体内小鼠大脑中利用split GFP和化学诱导二聚化系统有效地递送多种细胞内货物,用于基因组修饰或对刺激的反应。药代动力学和生物分布分析支持CNV-G gectosome作为细胞内递送大分子治疗药物的多功能平台。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CNV-G能否有效促进gectosome生成并递送细胞内治疗药物,及其与VSV-G gectosome在细胞趋向性上的差异。
核心机制
CNV-G gectosome通过不依赖LDLR的途径进入细胞,而VSV-G gectosome依赖LDLR,这导致二者细胞趋向性不同。
主要证据
通过体外细胞实验、原代神经元实验以及小鼠体内实验证明CNV-G gectosome能递送多种货物,并在体内改变细胞表型。
研究意义
CNV-G gectosome作为细胞内递送大分子治疗药物的平台具有潜力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

病毒糖蛋白筛选

评估不同病毒糖蛋白是否促进EV产生及货物转移。

在HEK293T细胞中共表达GFP11标记的糖蛋白和BlaM-Vpr-GFP1-10,利用NTA和BlaM传递实验评估。

2

CNV-G gectosome生成与表征

确认CNV-G能产生含CNV-G的gectosomes并表征其物理特性。

转染CNV-G-EGFP或CNV-G-GFP11+BlaM-Vpr-GFP1-10,使用NTA、TEM和Western blot分析。

3

纯化与组分定量

建立纯化方法并量化gectosome中的CNV-G和货物分子数量。

使用低转速离心、SEC和超速离心纯化gectosomes,并通过Western blot和NanoLuc活性测定量化成分。

4

货物递送功能验证

验证CNV-G gectosome能递送功能性酶(如过氧化氢酶、Cre重组酶)以改变受体细胞表型。

通过递送过氧化氢酶或Cre重组酶,检测ROS水平或报告基因荧光转换,评价功能性递送。

5

细胞趋向性与进入机制研究

比较CNV-G和VSV-G gectosome的细胞趋向性并探索其进入机制差异。

通过多种细胞系实验和LDLR敲降、药物抑制实验,分析细胞摄取和进入途径。

6

体内药代和分布实验

评估CNV-G和VSV-G gectosomes在小鼠体内的药代动力学和生物分布。

尾静脉注射gectosomes,不同时间点采血和组织采样,测定NanoLuc活性。

7

体内神经元递送验证

证明CNV-G gectosome能在体内向神经元递送基因组修饰酶。

将Cre递送至ROSAnTnG小鼠海马,6周后检查荧光开关。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证分子表达变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific12338018
聚乙烯亚胺--9002-98-6
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific11668030
过氧化氢酶比色活性检测试剂盒Thermo Fisher ScientificEIACATC
Nano-Glo荧光素酶检测试剂盒PromegaN1610
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒(含PI)Biolegend640914
二氢乙啶Thermo Fisher ScientificD11347
Hoechst 33342PerkinElmer6057300

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
HEK293T培养条件(DMEM,10% FBS,2 mM谷氨酰胺,100 U/mL青霉素/链霉素)
阅读提示:Methods - Cell culture
gectosome产生
转染质粒量(5 μg CNV-G-GFP11,10 μg货物质粒)和PEI用量(50 μL)
阅读提示:Methods - Generation of CNV-G gectosome
gectosome纯化
超速离心条件(100,000×g,4°C,120分钟,蔗糖垫)
阅读提示:Methods - Purification of CNV-G gectosomes
细胞递送
受体细胞类型,gectosome浓度和孵育时间
阅读提示:Methods - BlaM delivery assay
体内实验
小鼠品系和注射剂量(CNV-G gectosome 1×10^10颗粒)
阅读提示:Methods - Mouse experiments