レンチウイルスのパッケージングに使用するプラスミドは、一般的にトランスファープラスミド（Transfer Plasmid）、パッケージングプラスミド（Packaging Plasmid）、エンベローププラスミド（Envelope Plasmid）の3種類に分けて考えることができます。
プラスミドマップを設計・確認する際には、それぞれのプラスミドに含まれる機能エレメントを正しく把握することが重要です。
1. レンチウイルストランスファープラスミド（Transfer Plasmid）
トランスファープラスミドは、最終的にレンチウイルス粒子へパッケージングされ、標的細胞へ導入されるベクターです。
一般的に、以下のようなラベルや機能エレメントが含まれます。
- 5′ LTR / 3′ LTR：Long Terminal Repeat（長末端反復配列）。ウイルスベクターの構造や発現に関連する重要な配列です。
- Ψ（Psi）：ウイルスRNAのパッケージングに必要なパッケージングシグナルです。
- RRE：Rev Response Element（Rev応答エレメント）。ウイルスRNAの輸送や発現に関与します。
- cPPT/CTS：Central Polypurine Tract / Central Termination Sequence。一部のレンチウイルスベクターに組み込まれています。
- Promoter：目的遺伝子の発現を制御するプロモーター。CMV、EF1α、PGK、CAGなどが一般的です。
- GOI / Transgene：目的遺伝子（Gene of Interest）。
- WPRE：Woodchuck Hepatitis Virus Post-transcriptional Regulatory Element。転写後の発現を高める目的で使用されることがあります。
- PolyA：ポリアデニル化シグナル。
- Reporter：GFPなどの蛍光タンパク質やルシフェラーゼなどのレポーター遺伝子。
- Selection Marker：ピューロマイシン（Puro）、ネオマイシン（Neo）、ブラストサイジン（Bsd）、ハイグロマイシン（Hygro）などの選択マーカー。
例えば、一般的な発現型レンチウイルスベクターは、概念的には以下のような構成になります。
5′ LTR → Ψ → RRE → cPPT/CTS → Promoter → GOI → WPRE → PolyA → 3′ LTR
2. レンチウイルスパッケージングプラスミド（Packaging Plasmid）
パッケージングプラスミドは、通常、標的細胞へ導入する目的遺伝子そのものを含むのではなく、ウイルス粒子の形成に必要なウイルスタンパク質を供給します。
代表的なラベルには以下があります。
- gag：ウイルス粒子の構造タンパク質をコードします。
- pol：逆転写酵素やインテグラーゼなど、ウイルスの複製過程に関与する酵素をコードします。
- rev：ウイルスRNAの核外輸送や発現調節に関与します。
- AmpR / KanR：大腸菌での選択に使用される抗生物質耐性マーカー。
- ori：細菌内でのプラスミド複製に必要な複製起点。
パッケージングシステムによって構成は異なります。例えば、一般的な3プラスミドシステムでは、以下の3種類を組み合わせます。
Transfer plasmid + Packaging plasmid + Envelope plasmid
このうち、パッケージングプラスミドは主にGag/Polを供給し、別のパッケージング関連プラスミドからRevを供給するシステムもあります。
3. エンベローププラスミド（Envelope Plasmid）
エンベローププラスミドは、ウイルス粒子の表面に存在するエンベロープタンパク質を供給するために使用されます。
代表的なものとして、以下があります。
- VSV-G：Vesicular Stomatitis Virus G protein（小胞性口内炎ウイルスGタンパク質）。レンチウイルスの偽型化に広く使用されています。
- Promoter：VSV-Gなどのエンベロープタンパク質の発現を制御します。
- PolyA：ポリアデニル化シグナル。
- AmpR / KanR：細菌での選択に使用される抗生物質耐性マーカー。
- ori：細菌内でのプラスミド複製起点。
VSV-G以外のエンベロープタンパク質を使用する場合は、使用するエンベロープシステムに応じて対応する遺伝子がプラスミド上に配置されます。
4. レンチウイルスプラスミドマップで確認すべき主なラベル
レンチウイルスのプラスミド構造を確認する際には、少なくとも以下の主要な機能エレメントを確認するとよいでしょう。
ただし、レンチウイルスシステムによって使用される構成エレメントは異なります。
特に、第2世代（2nd generation）、第3世代（3rd generation）、および自己不活化型（SIN：Self-Inactivating）ベクターでは、パッケージングプラスミドの構成やLTRの設計などに違いがあります。
そのため、プラスミドマップを確認する際には、単にラベルの有無だけを見るのではなく、使用しているレンチウイルスベクターシステムに対応した構造になっているかを確認することが重要です。
PackGeneについて
PackGene Biotech is a world-leading CRO and CDMO, excelling in AAV vectors, mRNA, plasmid DNA, and lentiviral vector solutions. Our comprehensive offerings span from vector design and construction to AAV, lentivirus, and mRNA services. With a sharp focus on early-stage drug discovery, preclinical development, and cell and gene therapy trials, we deliver cost-effective, dependable, and scalable production solutions. Leveraging our groundbreaking π-alpha 293 AAV high-yield platform, we amplify AAV production by up to 10-fold, yielding up to 1e+17vg per batch to meet diverse commercial and clinical project needs. Moreover, our tailored mRNA and LNP products and services cater to every stage of drug and vaccine development, from research to GMP production, providing a seamless, end-to-end solution.
