レンチウイルス第3世代プラスミドパッケージングシステム

レンチウイルスベクターは HIV-1 をもとに改変されたもので、ウイルスの複製や病原性に関与する大部分の遺伝子が除去され、外来遺伝子を宿主ゲノムに組み込む能力だけが残されています。
第3世代パッケージングシステム は、第1世代・第2世代を改良したもので、安全性を高め、偶発的に複製可能なウイルスが生じるのを防ぐことを目的としています。

一、第3世代システムの構成

第3世代パッケージングシステムは通常、4種類のプラスミド によってウイルス粒子を産生します：

1. トランスファープラスミド（Transfer plasmid）

   • 目的の外来遺伝子を搭載。

   • ウイルスの LTR（長末端反復配列） と パッケージングシグナル（Ψ） を保持し、RNA がウイルス粒子に組み込まれることを保証。

   • 蛍光タンパク質や薬剤耐性遺伝子などの選択マーカーを含むことが多い。

2. Gag/Pol 発現プラスミド

   • ウイルス構造タンパク質 Gag（カプシド形成）と酵素 Pol（逆転写酵素、インテグラーゼ、プロテアーゼ）を提供。

   • Tat、Vif、Vpr、Nef などの HIV 補助遺伝子は含まれない → 病原性や組換えリスクを大幅に低減。

3. Rev 発現プラスミド

   • Rev タンパク質を供給し、スプライシングされていない、または部分的にスプライシングされたウイルス RNA の核外輸送を助ける。

4. エンベローププラスミド（Envelope plasmid）

   • 一般的に VSV-G タンパク質（水疱性口内炎ウイルス由来）を利用し、ウイルス粒子に広い宿主域と高い安定性を付与。

二、第3世代システムの特徴

• 安全性の向上
  必要なウイルス遺伝子を複数のプラスミドに分散させることで、複製可能なウイルスが再構成される確率を低減。

• Tat 非依存性
  5’LTR を改変し、CMV プロモーター によって直接転写が開始されるため、Tat タンパク質を必要としない。

• パッケージング効率の低下
  4種類のプラスミドを同時にトランスフェクションする必要があるため、第2世代に比べて効率やウイルスタイターがやや低下する。

三、応用

• 安定した外来遺伝子導入細胞株の構築

• shRNA/miRNA を用いた遺伝子サイレンシング研究

• CAR-T などの免疫細胞改変

• 遺伝子治療や幹細胞研究

第3世代レンチウイルスパッケージングシステムは、現在の研究室や一部の臨床前研究において最も安全性が高いシステムの一つです。4種類のプラスミドに分離・補助遺伝子の削除・Tat 非依存転写 という特徴を持ち、安全性と機能性の両立を実現しています。