[lentivirus]

レンチウイルス。
レトロウイルスの一
長い培養期間が特徴。10kDaくらいまでいれられる。
http://neuroscience.stanford.edu/ngvvc/lentiviruses.html

【特徴】

　◆lentiviral vector
　　・潜伏期間が長い
　　・増殖中および増殖停止中の細胞に迅速に高効率で感染
　　　　他のレトロウイルスと異なり非分裂細胞でも導入可能
　　・大きいviral RNA(5-6kb)をhost cell DNAに組み込める
　　　　細胞を継体しても導入遺伝子の安定した発現
　　・低抗原性
　　・RNA干渉
　　・AAVの特定のserotypeよりも感染細胞種多いかも
　　・導入遺伝子の発現抑制を受けにくく長期に安定した発現
　◆安全性
　　　P3レベルだがSINなど安全なベクターでP2
　◆tropism
　　　エンベロープ置換したpseudotypeのベクターで宿主域を変更可能
　　　　本来CD4陽性にしか感染できない
　　　　エンベロープの変更で動物種や細胞種を問わずに感染
　　　　　VSV （Vesicular Stomatitis Virus）のG糖タンパク質など
　　　　　VSV-G エンベロープを使って作られたウイルス粒子は物理的に強固
　　　　　　超遠心による濃縮が容易
　　ヒト免疫不全ウイルス（Human Immunodeficiency Virus）が有名
　　　　通常のレトロウイルスより複雑な構造
　　　　　　修飾遺伝子や制御遺伝子を有する　

【分類】

•HIV-1 (human immunodeficiency virus type 1)
•HIV-2
•simian immunodeficiency virus (SIV)
•feline immunodeficiency virus (FIV)
•bovine immunodeficiency virus
•equine infectious anemia virus
•caprine arthritisencephalitis virus
•jembrana disease virus
•visna virus
•SIN （Self INactivating）タイプのベクター
　　AIDS防止のため修飾遺伝子（vif, vpr, vpu, nef）と制御遺伝子（tat, rev）除去
　　　LTR 内のプロモーター部分も削除
　　　約8〜10kb程度までの目的遺伝子を導入可能
　　gag, pol, envの他、revも別プラスミドから供給

◆primates lentiviruses
　受容体がCD4 proteinで、dUTPase持たない
◆sheep and goats
◆horses
◆cats
◆cattle

the ovine, caprine and feline lentivirusesなどはcross-reactive gag antigensを持つ。
lionなど大型裂脚類でgag antigensの抗体が見つかっており、FIV、ovine/caprine lentivirusesに類似したvirusesの存在も示唆されている。

　◆pseudotype of lentiviruses（tropismに影響）
　　・VSV-G
　　　　Rhabdovirus vesicular stomatitis virus表面のglycoprotein
　　　　非常に安定でhostが広く、一般的に用いられる
　　　　　airway epitheliaのような組織には感染しにくい
　　・pseudotype HIV-based vector
　　　　　airway epithelia cells, mouse brain, human bone marrow
　　　　　fetal muscle and fetal liver
　　・Zaire strain of the Ebola virus (EboZ)のエンベロープ
　　　(Watson,Wolfe,2002; MacKenzie,Flake,2002)
　　　　以下の組織に効率よく感染(Penn investigators)
　　　　　human airway epithelium in vitro and ex vivo

【構造】

　◆遺伝子
　　LTR (U3/R/U5)-Ψ-gag/gag-pol-PREenvPRE-LTR (U3/R/U5)
　　○3 main genes coding
　　　5'-gag-pol-env-3'
　　○Long terminal repeat (LTR) 約600nt long
　　　・U3 region is 450
　　　・R sequence 100
　　　・U5 region some 70 nt long
　　○Rev-responsible element
　　　転写後RNAに作用し、splicing受けてないgag、gag-pol mRNAを核外に出す
　　　この働きによって構造タンパク質が翻訳される
　　　Rev の作用はウイルス RNA 特異的
　　○additional genes(accessory genes)
　　　HIV-1では、vif, vpr, vpu, tat, rev, nef
　　　・regulation of synthesis
　　　・processing viral RNA
　　　・other replicative functions
　　○配列
　　　・cis 配列（LTRとΨ（パッケージング）配列。HIV の複製に必要）
　　　・trans 配列（gag,gag-pol,env。必要ない）
　　　　　エンベロープは、他ウイルス由来も利用可能(pseudotyping)
　　　　　host細胞種を増やせる
　　　　　　・VSV-G (vesicular somatitis virus のエンベロープ）
　　　　　　・MLV (murine leukemia virus) のエンベロープ
　　○ベクター
　　　・レンチウイルス・ベクター
　　　　・cis 配列（LTR と Ψ 配列）
　　　　・PRE 配列（RNA 量を上昇）
　　　　・cPPT(central polypurine tract) 配列（遺伝子組換え効率増大）
　　　　・WPRE（RNA の安定性を高める）
　　　　　(woodchuck hepatitis virus posttranscriptional
　　　　　 regulatory element)
　　　　・プロモーター
　　　　　　発現の強力なもの
　　　　　　CMV (cytomegalovirus)
　　　　　　RSV(Rous sarcoma virus)ニワトリ肉腫ウイルス
　　　・SIN (self-inactivating) ベクター
　　　　　　安全性を高めるためLTR の U3 の大部分欠失
　　　・trans ベクター
　　　　　Gag-Pol ベクターには、gag / gag-pol 遺伝子が挿入
　　　　　　　Ψ 配列は除かれ、PRE 配列を挿入して発現効率高める
　　　　　VSV-G ベクターには VSV-G 遺伝子が挿入
　　　　　Rev ベクターには rev 遺伝子が挿入
　　　　　いずれのベクターにもウイルス由来の強力なプロモーター
　　　　　（CMV、RSV、SV40 など）
　　　　　Poly A 配列は、SV40 や tk 遺伝子由来のものが使われる
　　　　　レンチウイルス・ベクターとtransベクターでウイルスを産生
　　　　　　　パッケージング細胞 (packaging cell) にcotransfection
　　　　　　　（293T 細胞、COS-1 細胞などを用いる）
　◆Viral proteins
　　○in early stages of replication
　　　・Reverse Transcriptase
　　　　　RNA-dependent DNA polymeraseとして機能
　　　　　RNaseH活性ももちRNA template破壊
　　　・Integrase
　　　　　viral cDNAとhost DNAに結合
　　　　　viral genomeをDNAに組み込む前にLTRをprocess

【特徴】

　◆形態
　　直径80-100nm程度
　　enveloped, slightly pleomorphic, spherical
　　envelopeから規則的なprojection（表面は粗く8 nm程度のtiny spikes）
　　The nucleocapsids (cores) are isometric
　　The nucleoids are concentric and rod-shaped, truncated cone-shaped
　◆感染
　　・infectious particles
　　・host cellsと接触したcellsにはparticles形成せず直接感染可能
　　・多様なhost
　　　　Primates, Perissodactyla, Carnivora, and Artiodactyla
　　　　(all within domain Eukarya, kingdom Animalia,
　　　　phylum Chordata, subphylum Vertebrata, and class Mammalia)
　　・host genome への影響(Sakuma,Ikeda,2012)
　　・DNAに入って長期発現