Lentivirus Flex RNA Kit 利用 Abcam Lightning-Link™ 技术,让用户自定义捕获抗体,对不同假型的慢病毒进行滴度、RNA 含量和纯度分析。以 SARS-CoV-2 spike 蛋白假型 LV 验证时,检测下限为 1×10⁷ particles/mL;配套的 Flex EV Contaminant Kit 还显示,PEG 纯化后非病毒 EV 占比从 58% 升至 72%。
VSVG 是最常用的慢病毒包膜蛋白,细胞嗜性广、转导效率高,适合体外(ex vivo)修饰目标细胞。但也正因为这些特性,VSVG 假型 LV 用于体内(in vivo)治疗时脱靶递送风险高。用具有更窄细胞嗜性的替代包膜蛋白替换 VSVG,可以提高递送效率、减少脱靶效应。因此,针对特定疾病细胞类型的非 VSVG 假型 LV 的生产需求正在增长。
换假型后,需要确认正确的包膜蛋白在整个生产过程和不同批次间持续表达,但现有方法都不便于做这项验证。p24 ELISA 和 qRT-PCR 不检测包膜蛋白;western blot 慢且半定量;假型确认通常依赖间接的功能性细胞转导实验。
Leprechaun 用识别目标包膜蛋白的抗体捕获 LV,因此从粗样品到纯化样品都能直接测得假型特异性的 LV 滴度(Figure 1)。定制捕获抗体时,先选择识别目标包膜蛋白的抗体,与试剂盒中的 linker 孵育形成偶联物(Figure 2A),再加入 quencher 终止反应。然后将偶联物孵育到 Flex Luni 上,linker 蛋白与 Luni 表面预包被的 Flex 捕获抗体特异性结合(Figure 2B)。功能化完成后,加入样品,LV 通过包膜蛋白被捕获,再进行衣壳和 RNA 检测(Figure 2C)。
Figure 1. Leprechaun 同时验证包膜蛋白、衣壳和 RNA
Figure 2. Flex Luni 功能化步骤。(A) 抗体与 Flex linker 偶联。(B) 偶联物结合到 Luni 预包被的 Flex 捕获抗体上。(C) LV 通过包膜蛋白被自定义抗体捕获。
捕获之后,两种试剂盒的读出不同。Flex RNA Kit 把颗粒计数与单颗粒粒径数据结合,为每种结构亚群(含/不含衣壳 × 含/不含 RNA + 聚集体)各生成一个滴度。EV Contaminant Kit 则在测 LV 滴度的同时,捕获和定量非病毒囊泡污染物(Figure 3)。
每个试剂盒包含一对 linker 试剂,各识别 Luni 上不同的 Flex 斑点:一个用于包膜蛋白捕获抗体,另一个可用于同型对照。
Figure 3. Flex Luni 设计。(A) Flex RNA Kit:6× Flex 1 + 3× Flex 2 + 3× anti-p24。(B) Flex EV Contaminant Kit:增加 anti-tetraspanin 斑点用于非病毒囊泡分析。
Leprechaun 分析:来自 Vectorbuilder 的 LV 样品使用 Lentivirus Flex RNA Kit 或 Flex EV Contaminant Kit(Unchained Labs)分析。Flex Luni 按试剂盒说明用 SARS-CoV-2 spike 蛋白抗体(R&D Systems)功能化。粗样品按 1:5、纯化样品按 1:30 稀释在含 1% FBS 的 Incubation Solution 中。
RNA 检测时,将 SYTO14 稀释至 10 µM,按 1:10 染料:样品比与样品混合,37 °C 孵育 16 小时;再取 50 µL 加到 Flex RNA Luni 上,室温孵育 1 小时。污染物分析时,稀释样品直接加到 Luni 上,室温孵育 1 小时。随后用 Solution C/D 固定和通透化,加入 anti-p24-CF647(1:250),室温孵育 1 小时。芯片清洗、干燥后,运行 Lentivirus RNA 或 EV Contaminant 应用。
qRT-PCR:由 SydLabs 使用 Lenti-X qRT-PCR Titration Kit(Takara Bio)测定,3 个稀释度各做 2 个重复,取平均值。
通过在有/无自定义抗体的条件下孵育 Luni 来验证信号特异性。排除自定义抗体时(仅有 linker、无抗体连接),Flex 斑点上无抗体附着,不捕获颗粒。只有在完整功能化的 Luni 上(linker + 抗体 + 样品均存在)才记录到 LV 滴度(Figure 4 左侧柱组),证实 linker 本身不足以捕获颗粒。不加样品的完整功能化 Luni 同样无信号(右侧柱组),确认计数来自 Flex 偶联物的特异性捕获。
EV 污染物在三种实验设计中均可追踪。由于 tetraspanin 抗体直接预包被在 Luni 上(非通过 Flex 连接),它充当阳性对照,确认样品加载和系统读数正常。
Figure 4. Flex Luni 信号特异性验证。所有组分(linker、抗体、样品)同时存在才有 LV 滴度。n=3,误差棒为 SD。
使用 SARS-CoV-2 spike 假型 LV 测试 Flex 系统的线性和精密度。anti-spike 抗体通过 Flex 偶联固定在 Flex RNA Luni 上。粗样品和纯化样品中,Total LV 和"含衣壳 & RNA 的 LV"滴度均呈线性,检测下限 1×10⁷ particles/mL(Figure 5),与 VSVG Luni 的检测下限一致。spike 蛋白抗体的 %CV 约 12%。Flex EV Contaminant Luni 的结果与此等效。
Figure 5. SARS-CoV-2 spike 假型 LV 滴度线性。Total LV R²=0.9965,LV w/ capsid & RNA R²=0.9733。误差棒为 SD。
Flex Luni 功能化后,按原样品计不到 25 µL(稀释后取 50 µL 上样)即可分析 LV 滴度、RNA 含量、聚集和污染。SARS-CoV-2 spike 假型 LV 的粗样品和 PEG 纯化样品分析显示,纯化成功浓缩了含衣壳和 RNA 的 LV 颗粒(Figure 6A)。含 RNA 的 LV 滴度增加约 100 倍,与 qRT-PCR 基因组滴度变化一致。同时含衣壳和 RNA 的 LV 占比从 14% 升至 35%。
污染物分析揭示最终产品中仍有大量非病毒 EV 污染物(Figure 6B)。EV 与 LV 大小和密度相近,所以标准 LV 纯化方法倾向于将两者共纯化。非病毒 EV 占比从粗样品的 58% 上升至纯化样品的 72%,说明 PEG 沉淀法无法去除这些污染物。
Figure 6. (A) Flex RNA Kit:粗样品和纯化样品的 LV 结构组成和 RNA 含量。(B) Flex EV Contaminant Kit:LV 滴度和 EV 污染物。n=3,误差棒为 SD。
多数 LV 分析技术只关注衣壳或 RNA,不提供包膜蛋白信息。Leprechaun 用包膜蛋白抗体捕获 LV,在验证假型的同时检测衣壳和 RNA,所以能把正确组装的颗粒和其他亚群分开计数。
Flex Luni 可用自选抗体定制,有两种规格:Flex RNA Kit 提供完整 LV 的结构分析和 RNA 含量;Flex EV Contaminant Kit 在此基础上增加 EV 污染物定量和去除追踪。本文中,spike 假型 LV 的粗样品和 PEG 纯化样品都能直接测定;换用其他包膜蛋白时,改用识别该蛋白的抗体功能化 Flex Luni 即可。