【Insights】都能產(chǎn)出rAAV，Sf9昆蟲細胞系統(tǒng)和人293細胞系統(tǒng)哪個更好？
那么，能夠高效、安全遞送基因的rAAV是如何被生產(chǎn)出來呢？當(dāng)下主流的生產(chǎn)系統(tǒng)有兩種，一是利用經(jīng)典的三質(zhì)粒包裝系統(tǒng)，瞬時轉(zhuǎn)染人293細胞產(chǎn)生病毒；另一種即利用攜帶rAAV載體基因組、Rep蛋白和Cap蛋白的桿狀病毒感染Spodoptera frugiperda（Sf9）昆蟲細胞，從而產(chǎn)生rAAV病毒。這兩種生產(chǎn)系統(tǒng)有何差異？實驗和臨床應(yīng)用時，哪種效果更好？
基于293細胞的rAAV包裝系統(tǒng)
圖1 三質(zhì)粒轉(zhuǎn)染293細胞生產(chǎn)rAAV
圖片來源：Mueller C et al., Curr Protoc Microbiol. 2012
Sf9包裝系統(tǒng)
Baculovirus/Sf9是一種替代哺乳動物細胞系的rAAV生產(chǎn)方案，該系統(tǒng)利用桿狀病毒表達載體（Baculovirus expression vectors, BEVs）感染Sf9昆蟲細胞來生產(chǎn)rAAV病毒顆粒。借助Sf9細胞可以大量表達重組蛋白的特點，該系統(tǒng)使用含有rAAV基因組以及AAV-Rep、AAV-Cap基因的昆蟲桿狀病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)Sf9細胞，使rAAV在Sf9細胞中組裝，最終達到大規(guī)模生產(chǎn)rAAV的目的。
由于Sf9昆蟲細胞可以在大規(guī)模反應(yīng)器中高密度懸浮培養(yǎng)，因此該系統(tǒng)更容易放大規(guī)模；同時，桿狀病毒對于哺乳動物和植物是非致病性的，且采用無血清培養(yǎng)體系，相較依賴質(zhì)粒轉(zhuǎn)染的293細胞生產(chǎn)系統(tǒng)更為安全。2012年，歐洲藥品管理局（EMA）批準的首個rAAV基因治療藥物Glybera正是利用Sf9昆蟲細胞生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的rAAV病毒顆粒。
293細胞包裝系統(tǒng)與Sf9包裝系統(tǒng)的差異
盡管在過去的10年里，監(jiān)管部門陸續(xù)批準若干基于AAV的基因治療產(chǎn)品，但該領(lǐng)域仍面臨多項挑戰(zhàn)，例如rAAV的產(chǎn)量、質(zhì)量、免疫原性等。2020年9月，Neil G. Rumachik等人在Mol Ther Methods Clin Dev.發(fā)表的工作就對293細胞與Sf9細胞的rAAV生產(chǎn)系統(tǒng)差異做了分析。該工作發(fā)現(xiàn)，差異主要集中在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)、衣殼蛋白翻譯后修飾(post-translational modifications, PTMs)和體內(nèi)/體外的感染效率（圖2）
圖2 Sf9細胞包裝系統(tǒng)與293細胞包裝系統(tǒng)生產(chǎn)的rAAV差異
圖片來源：Neil G. Rumachik et al., Mol Ther Methods Clin Dev. 2020
文中明確指出：
1）不同的包裝系統(tǒng)生產(chǎn)的rAAV病毒顆粒衣殼具有不同的PTMs，包括糖基化、乙酰化、磷酸化和甲基化（圖3）；
2）兩個包裝系統(tǒng)包裝過程中，rAAV基因組均發(fā)生甲基化，但兩套系統(tǒng)似乎對基因組產(chǎn)生了相反的作用，Sf9細胞生產(chǎn)體系產(chǎn)出的rAAV趨向抑制基因表達，293細胞生產(chǎn)的rAAV出現(xiàn)趨向激活基因表達；
圖3 293細胞和sf9細胞平臺生產(chǎn)的rAAV衣殼修飾差異
圖片來源：Neil G. Rumachik et al., Mol Ther Methods Clin Dev. 2020
3）不同系統(tǒng)生產(chǎn)的rAAV的空殼率及雜質(zhì)也有所差異，293細胞生產(chǎn)的rAAV病毒空殼率顯著更低（圖3），產(chǎn)生的雜質(zhì)與包裝過程產(chǎn)生的核酸和蛋白質(zhì)相關(guān)；而Sf9細胞系統(tǒng)空殼率相對較高，雜質(zhì)與內(nèi)肽酶活性和蛋白質(zhì)水解有關(guān)，此外，桿狀病毒系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)要么是結(jié)構(gòu)性的，要么是與病毒逃逸有關(guān)。
4）另外，293細胞生產(chǎn)的rAAV顯現(xiàn)出更強的體內(nèi)及體外感染能力，研究發(fā)現(xiàn)無論是在體內(nèi)還是體外實驗，無論是通過肌肉注射還是通過尾靜脈系統(tǒng)給藥注射，293細胞生產(chǎn)的rAAV都具有更好的感染能力（圖4）。
圖4 不同生產(chǎn)體系生產(chǎn)的rAAV在體外及骨骼肌中的感染能力差異
圖片來源：Neil G. Rumachik et al., Mol Ther Methods Clin Dev. 2020
因此，從這些數(shù)據(jù)展示可以看到，基于293細胞生產(chǎn)的rAAV可能比Sf9有更好的感染效率、更高的質(zhì)量，也更有臨床應(yīng)用的潛力。當(dāng)然，不可否認的是，Sf9系統(tǒng)rAAV包裝體系具有更高的rAAV包裝產(chǎn)率，假以時日，解決上述問題的Sf9包裝系統(tǒng)亦有潛力成為基因治療載體生產(chǎn)的重要力量。
別人只追求滴度時，九游會j9還追求更有效；
別人只追求純度時，九游會j9還追求更安全；
別人只追求承諾時，九游會j9還追求更真實；
別人只追求周期時，九游會j9還追求更穩(wěn)定。
在看不見的地方努力，
只為給您提供穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品！
九游會j9生物用心做科研
讓基因遞送觸手可及
業(yè)務(wù)咨詢
參考文獻
掃一掃，反饋當(dāng)前頁面
7*12在線客服，服務(wù)咨詢
傾耳聆聽，一個工作日內(nèi)及時處理
15800353038
九游會j9生物
