腺病毒载体介导的遗传病基因治疗研究和应用进展

腺病毒载体介导的遗传病基因治疗研究和应用进展

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时间:2018-11-25

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1、腺病毒载体介导的遗传病基因治疗研究和应用进展关键词:人类腺病毒;遗传性疾病;基因疗法一群分布广泛的呼吸道病毒,A:60~90nM,无包膜,20面体立体对称型。分为大约47个血清群,其中Ad2、Ad4、Ad5和Ad7在疫苗和基因转移载体研究方面,应用最普遍。腺病毒粒子衣由252个壳粒组成,几何排列成240个非顶角六邻体和12个五邻体。基因组为双股DNA,呈线性,长度大约36kb。腺病毒的转录区分早期(early,E1、E2、E3、E4)转录区和晚期(late)转录区。复制周期大约为32~36小时。  腺病毒载体法是基因治疗中最有前途的基因转移方法之一。其

2、生物学特性得到广泛研究。Ad有一个中等大小的基因组(平均36kb),适合于容纳于大片段基因,与反转发病毒载体相比,腺病毒载体能有效地外源基因转动到各种靶细胞或组织中。载体容易构建和操作。宿主范围广,感染性强,可经不同途径进入不同组织,能感染分化后的非分裂期细胞。在Ad生活周期中,其基因不整合到宿主细胞中,无插入突变激活癌基因的危险,外源基因能游离地表达。Ad制成疫苗临床应用表明,体内基因转移是安全是。  最近几年,Ad载体已引起科研人员的广泛关注,Ad可用于遗传病、传染病和肿瘤等疾病基因治疗的研究和应用。  一、不同动物组织中腺病毒介导的基因转移  R

3、osenfeld等[1]把α1抗胰蛋白酶(α1-An-titrypsin,α1-AT)基因转动到肺上皮细胞中,证实重组腺病毒载体和其野生型病毒一样,易感染宿主上皮组织,特别是呼吸道上皮组织。但把Ad载体通过静脉注射到小鼠模型体内,也可在肝内检测到大量载体。科研人员在不同动物模型上作了大量基因转移试验,证实采用气管内皮滴注法,肌肉注射、脑门实体接种等方法可感染Ad,感染部位有呼吸道内皮组织,肝组织、眼组织、羊膜内腔等。研究证明,重组Ad载体把目的基因转动到不同组织中,为Ad载体介导的遗传病基因缺陷纠正治疗提供了理论基础。  二、腺病毒介导的α1抗胰蛋白酶

4、基因转移  大量临床病例表明,α1抗胰蛋白酶(α1-AT)缺陷症是高加索人肺部最普遍的致死遗传性疾病之一。Rosenfeld等[1]构建了含Ad主要晚期启动子(MLP)和重组人α1-AT基因的复制缺陷型Ad载体(Ad-α1AT),体内外分别感染棉鼠呼吸道上皮细胞。Lemarchand等[2]将Ad-α1-AT通过气管内滴注给小鼠后,在呼吸道上皮内可检测到人α1-ATmRNA,说明在肺组织内可合成并贮存人α1-AT。在鼠的呼吸道粘液中也可检测到人α1-AT(1.7μM),但会逐渐减少,一周后完全检测不到。通过静脉灌注,24小时后,可检测到平均13μg/m

5、l的α1-AT,证实了重组Ad载体介导的体内内皮细胞基因转移的可能性。最近,Kochanek等[3]利用缺失了整个病毒编码基因的Ad载体,鼠尾静脉注转移19kb的人α1-AT基因组,发现13周内在鼠血清中可检测到大约1μg/ml的α1-AT。  三、腺病毒介导的低密度脂蛋白受体基因转移  家族性高胆固醇血症(familialhypercholesterolaemia,FH)是由低密度脂蛋白(loVLDLR静脉注射LDLR(-/-)小鼠,结果表明,感染后4~9天,小鼠体内总胆固醇水平减少50%。Ad载体介导的LDL和VLDL受体基因转移方法是一种治疗LD

6、L或VLDL受体缺乏的有效方法,不足之处在于基因的表达量需加强。  四、腺病毒介导的囊性纤维变性转导调节因子(CFTR)基因转移  Ad载体介导的囊性纤维变性(cysticfibrosis,CF)基因治疗是Ad载体体内基因治疗最早的例子。一些科学家做了大量的工作,先后克隆了CFTR基因,构建了E1区缺失的AdcFTR载体,在CF小鼠、棉鼠、非人灵长类动物,人呼吸道上皮细胞中,完成了该载体的安全性、毒性和生物学效应的研究。  尽管CFTR的基因转移率较低,但在感染细胞中,CFTR的基因表达要体内外都能被检测出来。动物模型研究和临床试验表明,CFTR基因表

7、达是短暂是,并且随着宿主细胞免疫反应的发展而终结。这促使人们改进缺失E1区的Ad载体,试图发展既缺失E2A区,又缺失部分E4区的新一代载体。最近,Fisher[6]等开始研究缺失所有病毒编码序列的Ad载体,并且开始应用该载体把CFTR表达盒转移到人气管上皮细胞内。  五、腺病毒介导的杜氏肌肉营养不良症(DMD)基因转移  DMD是由于功能性营养蛋白缺乏而引起的致死性遗传病。DMD的基因治疗就是通过质粒表达载体和重组病毒(如逆转录病毒和腺病毒等)载体,将功能性营养蛋白的cDNA导入肌肉细胞内。Hauser等[7]在转基因mdx小鼠中,分别转移6.3kb的

8、一段基因和cDNA全基因,证实可以部分或全部纠正小鼠的病理症状,小鼠的肌肉力量可以恢复。199

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