バックマム
BacMam 遺伝子送達技術を介して、緑色蛍光タンパク質(緑)への微小管関連タンパク質融合と tagRFP (赤) へのヒストン 2b 融合を発現しているヒト間葉系幹細胞。

バキュロウイルスの哺乳類細胞への遺伝子導入（BacMam）は、バキュロウイルスを用いて哺乳類細胞に遺伝子を送達する手法である。 [ 1 ] [ 2 ]バキュロウイルスは昆虫ウイルスであり、通常は哺乳類細胞に感染することができない。しかし、改変することで哺乳類細胞でタンパク質を発現させることができる。改変されていないバキュロウイルスは哺乳類細胞に侵入することができるが、目的遺伝子の上流に認識可能な哺乳類プロモーターが組み込まれない限り、遺伝子は発現しない。改変されていないバキュロウイルスも改変されたバキュロウイルスもヒトの体内で複製することができないため、非感染性である。

バキュロウイルスを介した遺伝子導入は、フレデリック・M・ボイス博士によって開発されました。[ 3 ]他のトランスフェクション法に比べていくつかの利点があるため、広く使用されています。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] BacMamは他の細胞株法に比べてある程度の安定性と柔軟性があることが判明しており、[ 7 ]標準的な遺伝子導入技術としての採用に貢献しています。

一般的な特性

BacMam遺伝子送達技術は、遺伝子産物の発現を促進する一過性発現システムです。多くの初代細胞型や幹細胞を含む幅広い細胞への導入が可能です。[ 8 ]バキュロウイルスゲノムは外来遺伝子の挿入能力が大きく、最大38 kbの挿入が試験されています。[ 9 ]複数の遺伝子を同一細胞に同時送達することが可能です。[ 10 ] BacMam粒子は哺乳類細胞に対して、顕微鏡で観察できる細胞変性効果はほとんど、あるいは全くありません。[ 11 ]遺伝子発現レベルは、ウイルス量またはヒストン脱アセチル化酵素阻害剤を用いた化学物質の添加によって調整できます。[ 12 ]細胞への導入は液体添加のみで行われるため、BacMamは自動化された方法に適しています。ウイルスは4℃の暗所で長期間保存しても安定です。[ 13 ]

バイオセーフティに関する考慮事項

バキュロウイルスはリスクグループ1の病原体であり、昆虫細胞タンパク質生産用途において25年以上にわたり広く使用されてきました。[ 14 ]バキュロウイルスは昆虫細胞で産生され、哺乳類細胞内で複製することができないため、健康な成人において疾患を引き起こすことは知られていません。さらに、BacMamウイルスはヒト補体によって不活化されるため、研究者へのリスクは軽減されます。実験室で使用されるウイルスは昆虫内で複製することができないため、これらの粒子が環境に放出されても環境への脅威にはなりません。[ 15 ] [ 16 ]

ウイルスの侵入

ヒト肝細胞癌細胞へのバキュロウイルスの侵入に関する研究では、 BacMamがクラスリンを介したエンドサイトーシス、おそらくはミクロピノサイトーシスを介して哺乳類細胞に侵入することが示唆されている。 [ 17 ]さらなる研究では、バキュロウイルスの哺乳類細胞への侵入にはカベオラが関与していることが示唆されている。[ 18 ]

宿主細胞応答

遺伝子送達技術が効果的であるためには、正常な細胞機能を妨げてはならない。ヒトHEK細胞株（HEK293）に対する細胞毒性試験およびトランスクリプトーム解析から、バキュロウイルスの形質導入は細胞毒性がなく、異なる転写応答を誘導しないことが明らかになった。[ 19 ]同様に、感染したシュワン細胞は特徴的な形態学的および分子的表現型を保持し、in vitroで分化してP0髄鞘形成マーカーを発現することができる。相補的DNA（cDNA）マイクロアレイ技術を使用して、ウイルス形質導入後のラット脳、培養ヒトアストロサイト、およびヒト神経細胞におけるin vitroおよびin vivoでの全体的な細胞遺伝子発現プロファイルを調べたところ、宿主の抗ウイルス応答が観察された。[ 20 ]関連遺伝子は主に自然免疫に関連する遺伝子であり、 Toll様受容体シグナル伝達経路およびサイトカイン-サイトカイン受容体相互作用に関与する遺伝子がいくつか含まれていた。

用途

バイオプロダクション

BacMamは、中空糸バイオリアクターシステムでHEK293細胞を使用して大量のタンパク質を生産するために使用されています。[ 21 ]

ハイスループットスクリーニング

Gタンパク質共役受容体の薬理学は、創薬アプリケーションにおいてBacMam技術を用いて研究することができる。[ 22 ]

蛍光顕微鏡

細胞小器官標識試薬は、細胞小器官やその他の細胞内構造を標識するための市販のBacMam粒子である[ 23 ]ミトコンドリアを標的とした緑色蛍光タンパク質による単一ミトコンドリアの標識。[ 24 ]

受容体活性化/経路解析

BacMamで送達されたGFP融合タンパク質をキナーゼ基質に導入することでセロトニン受容体活性化の特性評価が行われた。[ 25 ]

構造生物学

BacMamシステムは、構造研究のための可溶性および膜局在型糖タンパク質を産生するために使用することができる。[ 26 ]

参照

参考文献

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