Overview
Robust, controlled transgene expression with a non-integrating lentiviral system
Combining all the advantages of lentiviral vectors with the benefits of episomal expression, SBI’s pPACK-ID Integrase-defective Lentiviral Packaging Mix is a great option for researchers who want to express transgenes in mammalian cells.
Based on SBI’s popular pPACKH1 lentiviral packaging system, pPACK-ID contains targeted mutations in the POL gene which codes for the integrase protein1. The result is a powerful lentiviral packaging system that is completely compatible with the full range of SBI’s lentiviral vectors, but without integration of the vector into the host genome. This enables transient gene expression in dividing cells and stable expression in quiescent or non-dividing cells. In addition, for researchers interested in gene therapy studies, this system supports transgene expression via lentiviral vectors without the potential risks of insertional mutagenesis.
- Safer—avoids the risks of insertional mutagenesis
- Controlled—transient expression in dividing cells, stable expression in quiescent cells
- Flexible—infect a wide range of cells with the VSV-G pseudotyped envelope
- Optimized—well-characterized virus production based on SBI’s proven pPACK system
- Ready-to-use—fully compatible with all third-generation lentiviral vectors and downstream virus concentration methods (PEG-it, ultracentrifugation, and ultrafiltration)
The pPACK-ID Integrase-defective Lentiviral Packaging Mix consists of an optimized mixture of three plasmids: pPACK-ID-GAG, pPACK-ID-REV, and pVSV-G1.
- The pPACK-ID-GAG plasmid contains the structural (Gag), and replication (Pol) genes which code for some of the proteins required to produce the lentivirus. It also encodes the viral Env gene, which encodes the envelope protein that defines the tropism (e. the range of infectable cells). The defective integrase is also located on this plasmid.
- The pPACK-ID-REV plasmid contains the regulatory protein Rev that is required for HIV replication.
- The pVSV-G plasmid expresses the envelope glycoprotein of vesicular stomatitis virus (VSV-G) from the CMV promoter. VSV-G pseudotyped viral particles mediate viral entry through lipid binding and plasma membrane fusion and can infect both mammalian and non-mammalian cells.
References
- Sengupta, et al. An Optimized Protocol for Packaging Pseudotyped Integrase Defective Lentivirus. Biol Proced Online. July 11, 2016. 18:14. PMCID: PMC4939624.
How It Works
The lentivirus packaging, production, and transduction workflow

Supporting Data
pPACK-ID—the same great pPACK system but with episomal expression
pPACK-ID leverages the same great pPACK system that SBI customers have appreciated for years—easy-to-use, high-efficiency packaging resulting in high viral titers and robust transduction—but with no transgene integration.
With pPACK-ID, you still get great transduction efficiency (Figure 1, 2), but the non-integrating, episomal nature of the expression vector means that both the transgene (Figure 2) and transgene expression (Figure 3) are rapidly lost in dividing cells. In contrast, expression remains stable in quiescent and non-dividing cells (Figure 4).
Figure 1. pPACK-ID provides good transduction efficiency. (Left panel) We packaged SBI’s third-generation lentiviral vector pCDH-CMV-MCS-EF1-copGFP (Cat. # CD511B-1) into lentiviral particles using either standard pPACKH1, which supports lentiviral integration, or pPACK-ID which keeps the transduced lentivector episomal. Transduction efficiency as assessed by the fraction of GFP-positive cells is within a factor of two between pPACK (middle panel) and pPACK-ID (right panel).

Figure 2. Lentivectors delivered by pPACK-ID are rapidly lost in dividing cells. HT1080 cells infected with pPACK or pPACK-ID lentivirus containing a GFP marker (Cat. # CD511B-1) were cultured and carried through 8 passages. The relative copy number of GFP was measured by qPCR after passages 3, 6, and 8, in cells infected with pPACK lentivirus, pPACK-ID lentivirus, and uninfected HT1080 cells. After 3 passages, the transgene copy number is similar in both pPACKand pPACK-ID-infected cells, but drops to background levels in pPACK-ID cells by passage 6.

Figure 3. Transgene expression is rapidly lost in pPACK-ID-infected cells. HT1080 cells were transduced with pPACK and pPACK-ID lentivirus carrying a GFP marker Cat. # CD511B-1). Images were taken on days- 3, 6, 12 and 15-days post-transduction, and show progressive loss of GFP signal in pPACK-ID-infected cells, but not in pPACK-infected cells.

Figure 4. Transgene expression is stable in non-dividing cells infected with pPACK-ID. Mouse embryonic fibroblast (STO) cells were treated with Actinomycin D to prevent cell division, transduced with GFP lentivirus (Cat. # CD511B-1) packaged using pPACK-ID, and cultured for 18 days. GFP expression remained consistent across the timepoints, showing stability of transgene expression in non-dividing cells.
Resources
SystemBiosciences,简称SBI,美国加利福尼亚湾区新成立的生技公司,致力于独特,创新生物技术之开发,以研发利于基因及蛋白质功能鉴定,研究之崭新方法和工具为宗旨。
美国SBI代理SystemBiosciences,简称SBI,美国加州湾区新成立的生技公司,致力于独特、创新生物技术之开发,以研发利于基因及蛋白质功能鉴定、研究之崭新方法和工具为宗旨。现阶段研发重心为RNA干扰(RNAi)研究之相关工具。
现阶段研发重心为RNA干扰(RNAi)的研究之相关工具。系统Biosciences公司(SBI)致力于开发独特,革新的技术,为客户研究蛋白组学和基因组学功能提供研究工具.SBI是专业的慢病毒产品公司,提供基于慢病毒的所有相关产品,质粒,试剂盒及相关配套试剂和慢病毒扩展产品,如IPS细胞多功能性诱导试剂盒和RNAi筛选文库。System Biosciences继续创造新的独特产品以及改善我们完善的产品线。我们对提供领先技术的承诺与我们所有研究试剂和研究项目服务的高质量制造和质量控制相匹配。 2009年要寻找的东西:以下是即将推出的新产品。新型miRZips™:基于慢病毒载体的新型技术可永久敲低MicroRNA。双标记shRNA表达载体:SBI将发布新的功能强大的shRNA表达慢病毒载体pGreenPuro™,以便为稳定的RNAi实验选择稳定转导的细胞的GFP和Puro标记。甾醇反应pGreenFire™慢病毒报告子:基于慢病毒载体的转录报告子,用于监测与固醇感应转录因子相关的转录网络活性-心血管疾病途径的关键。诱导型表达慢载体:新的构建体将允许CDNA,shRNA和microRNA的“按需”表达。2007–2008年的新产品新的miR-SNaRE:MicroRNA小型非编码RNA富集系统,该系统使用带有表位标签的microRNA加工因子来提取蛋白质及其相关RNA。识别驱动RISC复合体的信使RNA。新的GeneNet™聚焦的shRNA库:这些聚焦的shRNA库编码一组针对所有与人类激酶,磷酸酶或细胞凋亡相关基因有关的特定功能或类别基因设计的shRNA集合。这些文库可进行有针对性的高通量RNAi筛选。新的miRNomeMicroRNA分析仪:qPCR阵列在预先格式化的板中包括microRNA分析,可用于人类的完全互补或小鼠单个microRNA的完全互补,每块板上带有三个内源参考RNA对照。所有基于SangermiRBasemicroRNA数据库的microRNA分析均已注册。新的Lenti-miR™MicroRNA前体克隆:在基于HIV的慢病毒载体中可获得更多的microRNA前体集合。超过580个单独的microRNA前体克隆可用阵列形式或合并的慢病毒形式用于HT筛选。新的基于慢病毒的干细胞报道者:SBI越来越多的慢病毒载体已被开发为将基因构建体在体内外几乎传递给任何细胞类型的最有效方法。SBI已将我们的慢病毒构建体系列扩展为干细胞报道分子。使用连接到GFP报告基因的细胞和途径特异性启动子,轻松创建转基因细胞系以监测细胞分化。QuantiMir™RT试剂盒:这项流行的新技术可通过一次cDNA合成同时进行实时qPCR定量分析数百种microRNA。设计您自己的microRNA测定法以进行创新性实验。癌症microRNAqPCR分析小组(OncoMir系列):预格式化的microRNA分析小组,用于评估95种已知与癌症有关的microRNA。干细胞microRNA分析小组:介绍了95种参与干细胞分化的microRNA,可同时监测干细胞的自我维持,造血途径和神经分化。SBI完善的产品线FullSpectrum™完整信使RNA扩增试剂盒:利用针对mRNA最常见基序的mRNA特异性引物提供完整的mRNA转录物(5"和3"末端)的无偏见,完整代表。GeneNet™siRNA库:全基因组,即用型,预包装的慢病毒库为筛选与生物学反应相关的基因功能提供了令人兴奋的机会。干扰素反应检测试剂盒:区分真正的RNA干扰和压力相关的细胞反应。PathNet™转录报告基因慢病毒载体:一种独特的方法,可创建各种稳定的报告基因细胞系,用于信号通路的研究。我们感谢您过去的支持,并期待为您提供最佳的新试剂,技术和服务,以加速您成功的研究目标。
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dsRNA(double-stranded RNA)介导基沉默作用dsRNA基点研究基沉默机制热点dsRNA指于30碱基RNA哺乳物细胞至少2条路径竞争双链RNA(dsRNA)其特异性路径:特殊dsRNA序列用于RNAi起始阶段dsRNA切siRNA(small interfering RNA 或short interfering RNAs)siRNARNA干扰作用赖发重要间效应能提供定信息允许特定mRNA降解siRNA义链与反义链各21碱基其19碱基配再每条链3’端都2配碱基
另条非特异性路径:要dsRNA存降解所RNA抑制所蛋白质合dsRNA激蛋白激酶PKR激PKR通系列磷酸化关闭翻译起始导致翻译抑制通激2’-5’AS 合激RNase L导致非特异RNA降解
关于特异性RNA作用机制模型包括起始阶段效应阶段起始阶段dsRNADicer酶(RNaseIII家族特异识别双链RNA员属内切核酸酶)作用加工裂解21-23核甘酸干扰RNA片断(siRNA)Dicer含解旋酶性及dsRNA结合域PAZ结构
RNAi 效应阶段siRNA双链结构解旋并形性蛋白/RNA复合物(RNA-induced silencing complex or RISC)siRNA 解双链即RISC激程需ATP由RISCsiRNA反义链与mRNA互补区域结合随切割mRNA达RNA水平干扰基表达RISC由种蛋白组包括核酸酶解旋酶同源RNA链搜索性等
域结合到siRNA 的3’的二核苷酸突出端;一些AGO蛋白质的PIWI结构域赋予slicer以内切酶的活性。PAZ和PIWI两个结构域,对于siRNA和目标mRNA相互作用,从而导致目标mRNA的切割或者翻译抑制过程,是必不可少的。同时,不同的AGO蛋白质有着不同的生物学功能。例如,在人当中,AGO2“筹划”了RISCs对于目标mRNA的切割过程;而AGO1 和AGO3则不具备这个功能。
Core RISC:是介导目标mRNA切割过程或者翻译抑制的最小的RNA-蛋白质复合物。在人和果蝇身上发现的分子量少于200kDa的RISCs可能就是core RISC的重要代表。AGO蛋白质和Core RISC密切相关。
Dicer (DCR):是RNAase Ⅲ家族中的一员,主要切割dsRNA或者茎环结构的RNA前体成为小RNAs分子。对应地,我们将这种小RNAs分子命名为siRNAs和miRNA。Dicer有着较多的结构域,最先在果蝇中发现,并且在不同的生物体上表现出很高的保守性。
Holo RISC:是在果蝇中发现的有着RISC活性的最大的RNA-蛋白质复合物(80S)。Holo RISC的生物学活性牵涉到几乎所有的RISC的成员,RLC成员,和一些其他通路上的蛋白质分子。Holo RISC的存在,表明了RISC组装不是孤立的,同时还是一个有序的过程。以RISC为中心的RNAi和miRNA通路与一些其他的通路密切联系,很可能借此调控生物体的生长发育过程。
Microprocessor:一种核内的复合物,主要由Drosha和Pasha两者组成,在miRNA的生物合成中促使原始的miRNA成为miRNA前体。
MicroRNA (miRNA):是含有茎环结构的miRNA前体,经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子(~21-23个核苷酸)。MiRNA,以及miRISCs(RNA-蛋白质复合物)在动物和植物中广泛表达。因之具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能,miRNA被认为在调控发育过程中有重要作用。
RISC loading complex (RLC):是一种促使RISC形成的复合物。RLC有方向性地调节小RNA双螺旋,为以后的RISC组装作好铺垫。siRISC loading complexes (siRLCs)在果蝇中研究最多。有研究者认为在果蝇中的siRLCs包含DCR2-R2D2异型二聚体和siRNA双螺旋;R2D2部分是非对称性的感受器,为RISC组装调整好siRNA的方向。miRISC loading complexes (miRLCs)的研究尚未报导,因为它的过程更为复杂,而且体外研究miRLCs的方法还没有建立。
RNA-induced initiation of transcriptional gene silencing (RITS):是一种组织染色质变型的复合物。RITS复合物也包含Dicer加工形成的siRNA和AGO蛋白质,通过结合到异染色质的基因池上来促使异染色质上基因的沉默。
RNA-induced silencing complex (RISC):一种RNA-蛋白质复合物,通过与目标mRNA完全或者部分的互补配对来实施切割或者翻译抑制功能。SiRNA组装siRISC,miRNA组装miRISC。RISCs(无论siRISC还是miRISC)包括两种类型:切割型和不切割型。研究表明,RISC当中的AGO蛋白质决定了RISC是切割型的还是不切割型的。
Slicer:在切割型RISC中的内切酶的另外一种表述方法。
Small interfering RNA (siRNA):是一种小RNA分子(~21-25核苷酸),由Dicer(RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶)加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员,激发与之互补的目标mRNA的沉默。向左转|向右转
两方面的证据提示转座子活性的抑制与siRNA有关
① 发现蠕虫mut-7 基因参与RNAi 并且与转座子的转座抑制有关;
② 在果蝇中, 参与RNAi 的RNA 解螺旋酶Spindle-E 的突变将导致该基因引起的基因沉默的缺失, 同时提高了反转录转座子活性。 RNAi抵御病毒感染
在拟南芥中研究转基因引起基因沉默时发现, sgs2/sde1基因突变的拟南芥对病毒的侵染表现出高度的敏感性 。 RNAi参与异染色质的形成和维持
Hall 等研究表明,着丝粒同源重复序列和RNAi 组分一起正负调节着异染色质的形成并共同促使异染色质组装成核;Vople 等在敲除裂殖酵母( S. pombe) 的RNAi 途径基因( 如Argonaute 、Dicer 、RDRP) 时发现异染色质转录得到的dsRNA可以在RNAi 途径的参与下, 加工成si RNA,si RNA 募集异染色质蛋白1( HP1) , 然后靶向性引起相应异染色质区域的转基因沉默。 RNAi参与机体的发育调控及生理代谢
RNAi 只抑制转录后的基因, 所以RNAi 在生物体发育学研究中具有优势。Chuang 等用RNAi 技术进一步证实了AG、CLV3 、AP1 、PAN 等已知功能基因在拟南芥花发育过程中的功能。在RNAi 过程中形成的RISC 复合物可根据不同情况分别利用si RNA 或stRNA 行使不同的功能, 但最终均导致特定基因沉默。向左转|向右转
转录抑制
与RNAi有关的dsRNA及蛋白质可参与染色质的修饰作用,使其中的组蛋白和DNA发生甲基化作用,使相应基因不能被转录,从而导致受阻基因不能表达。这种在转录水平上阻断基因功能,使基因沉默的RNAi方式被称为转录基因沉默(Transcriptional gene silencing,TGS)。这种现象先在植物中得到证实,但是在哺乳动物中是否存在仍有争议。2004年Svoboda等研究表明,在小鼠卵母细胞中,通过RNAi引起靶基因表达沉默的长dsRNA不能引起相应DNA区域从头合成DNA的甲基化。Morris等也于同年得出实验结论,针对内源基因启动子的siRNA能够引起其区域内CG岛以及组蛋白H3K9的甲基化,从而在转录水平抑制基因的表达。
转录后抑制
不同来源的dsRNA通过各种转基因技术转入植物、线虫或哺乳动物细胞内,、被切割产生siRNA片断,再由合成的RISC切割靶mRNA从而阻断基因表达。这种基因能正常转录成mRNA,但mRNA因被降解使基因功能被阻断,这种RNAi方式叫做转录后沉默(Post transcriptional gene silencing,PTGS)。siRNA对靶mRNA降解具有序列特异性,只能引起同源mRNA降解,如果siRNA与mRNA有一个bp不配对,RNAi作用就极大降低,如果两者有4个bp不配对,就不能产生RNAi。
翻译抑制
Grishok等在研究RNAi时,发现在细胞中在细胞中存在内源性小片段单链RNA(ssRNA),其长度也在21~25 nt之间,这种ssRNA可与mRNA的3′非翻译区(3′UTR)特异性地结合,从而抑制mRNA的翻译和相应的功能蛋白质合成。这种小片段的ssRNA叫做stRNA(small temporal RNA)。ssRNA的形成是因为当RNA的大小为70~80 nt时,容易形成双链的茎环状结构,其双链茎的长度正好在21~25 nt之间,这样的双链结构易被Dicer酶识别并切割成stRNA,由stRNA抑制翻译。这种方式的RNAi也作用于转录后形成的mRNA,它在调节生物细胞内基因的表达、自身的发育方面起着重要的作用。
请有经验的战友指点,若可以最好能提供几篇应用动物进行RNA干扰研究的文章.
非常感谢!
这种技术,以前曾被用来研究植物和蠕虫等,但直到现在才发现它对哺乳动物细胞也有效。
如果把这个思路用于医疗,使致病的基因“沉默”下来,不就可以治好许多疾病吗?而哈佛医学院的研究人员首次用RNA干扰使活体动物的致病基因“沉默”。美国哈佛医学院的科学家在最新一期英国《自然医学》杂志上报告说,他们已经成功地利用这种核糖核酸干扰技术治愈了实验鼠的肝炎。如果进一步证实这种技术在人体内有效,将为许多疾病和感染提供新疗法。
在研究中,科学家干扰的目标是“凋亡相关蛋白质(FAs)基因”。这种蛋白质存在于细胞表面,它能够启动细胞的自杀程序,据认为,许多肝病是由于病毒、免疫系统失常或慢性酒精中毒激活了FAs基因所导致的。
研究人员给实验鼠尾部的血管注入旨在“沉默”FAs基因的小干扰RNA,发现有90%的肝细胞接收到了这种RNA分子,FAs蛋白质的产量变成原先的十分之一。随后,科学家给实验鼠注入大量FAs抗体,激活细胞自杀程序,模拟实验鼠患有严重肝炎的情形。
结果,未接受RNA干扰治疗的实验鼠有40%在3天内死亡。而40只接受过治疗的实验鼠有33只活了下来,10天后研究人员检查这些实验鼠的肝部,发现完全正常。
对于人来说,身体比老鼠大得多,血液循环系统也庞大。科学家目前正在寻找把小干扰RNA送到人体特定部位的方法,以便验证RNA干扰技术在人体中的效果。
在此,我只是抛砖引玉,向大家简单介绍一种新的技术,希望对其感兴趣的同仁多多发表,也希望版主给予支持。

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