专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展

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重组腺病毒载体在基因治疗中的应用研究

重组腺病毒载体在基因治疗中的应用研究

重组腺病毒载体在基因治疗中的应用研究腺病毒(Adenovirus)是一种非常常见的病毒,它可以引起呼吸道感染、结膜炎等疾病。

而腺病毒载体则是将腺病毒改造成为可以携带外来基因并且将其传递到宿主细胞中的一种工具。

重组腺病毒载体(recombinant adenovirus vector)则是将腺病毒载体进行基因工程改造,以使其更加适合在基因治疗中使用。

基因治疗是一种利用人工合成或修饰的DNA或RNA,以矫正人体内RNA或蛋白质的缺陷或突变,来实现治疗目标的方法。

而腺病毒重组载体作为一种新型的基因治疗工具,不仅可以向宿主细胞传递被携带的外来基因,还可以被认为具有良好的特异性、高效性以及安全性。

那么,究竟如何对腺病毒进行改造呢?首先,需要将腺病毒的自然基因组从载体中删除,从而保证它不会再次导致感染。

然后,需要在其基因组中加入携带有目标基因的DNA,以使其能够有效传递基因到宿主细胞中。

此外,为了提高载体的稳定性、特异性以及亲和力,还可以在其表面进行修饰。

比如,将适当的配体加入载体表面,使其更容易与宿主细胞进行特异性结合。

而为了提高载体的免疫原性,还可以对载体进行进一步的改造以减少其在免疫系统中的识别度。

在基因治疗中,重组腺病毒载体具有多种优点。

例如,其在宿主细胞中产生过程稳定、表达效率高,可以长期保持稳定,并且为基因的体内传递提供了更为安全的一种方式。

此外,重组腺病毒载体还具有较高的转染效率,可以对多种细胞进行有效传递,且在传递过程中对细胞无明显不良影响。

同时,由于重组腺病毒是一种广泛存在于自然环境中的病毒,因此人体免疫系统对其也具有高度的抗体免疫反应,可以使其在体内被很好地清除。

然而,重组腺病毒载体在基因治疗中还存在着一些问题需要解决。

例如,由于重组载体通常与腺病毒自身存在交叉反应,因此将其用作基因治疗工具时,可能会导致一定程度的免疫性抑制。

此外,重组载体的安全性也需要进一步加强,以确保其在大量应用中不会产生潜在的副作用。

基因治疗中的新型载体与递送系统研究进展

基因治疗中的新型载体与递送系统研究进展

基因治疗中的新型载体与递送系统研究进展近年来,基因治疗已成为研究和治疗许多疾病的热点领域,其中新型载体与递送系统的研究正取得了长足的进展。

基因治疗是一种通过向患者体内递送外源基因以修复或调节异常基因进行治疗的方法。

新型载体和递送系统的研究旨在提高基因传递效率、降低毒性副作用,并实现精准的基因递送。

一、新型基因载体的研究进展1. 病毒载体病毒载体是目前最常用的基因递送工具之一,具有高转导效率的优势。

例如,腺病毒载体在基因治疗中被广泛研究和应用。

近年来,针对腺病毒载体的改进研究得到了突破,包括改善病毒载体的稳定性、提高基因递送效率等。

此外,还有其他病毒载体如适用于大容量基因的巨大病毒载体、安全性更高的腺相关病毒载体等。

2. 非病毒载体尽管病毒载体具有高转导效率,但其潜在的安全风险限制了临床应用。

非病毒载体因其较低的免疫原性和较广的基因容量而备受关注。

常见的非病毒载体包括脂质体、聚合物、纳米颗粒等。

脂质体是最早被研究和应用的非病毒载体之一,其特点是制备简单、转导效率较高。

聚合物载体具有较好的基因保护和递送效果,如聚合物合成磷酸胺酯(Polyethylenimine, PEI)等。

纳米颗粒作为一种新兴的非病毒载体,具有较大的基因容量和良好的稳定性,因此在基因递送中有很大的应用潜力。

二、基因递送系统的研究进展1. 靶向递送系统基因治疗的关键之一是实现基因的精确递送到目标细胞或组织,从而减少对正常细胞的影响。

为了实现靶向递送,研究者们通过改造载体或添加靶向配体实现了基因递送的高度选择性。

例如,通过改变脂质体中的脂质成分和结构,可以增加其对特定组织或细胞的亲和性,从而实现靶向递送。

2. 外部刺激响应系统外部刺激响应系统可以在适当的刺激下释放载体中的基因,并实现在特定时间和地点的基因递送。

这种系统通过响应外部刺激如光、温度、磁场等,来控制载体的释放行为。

例如,利用光敏染料、热敏聚合物和磁性纳米颗粒等材料制备的外部刺激响应载体,可以实现基因递送的空间和时间可控性。

基因治疗中病毒载体的研究进展

基因治疗中病毒载体的研究进展

基因治疗中病毒载体的研究进展
王国富
【期刊名称】《大理学院学报》
【年(卷),期】2005(004)005
【摘要】目的:在基因治疗作为一种全新的疾病治疗手段得到了迅速发展的同时,探讨病毒载体在基因治疗中的应用.方法:通过对各种病毒载体的改造和完善,扩大其载体容量,提高基因的转染效率和克服体内的免疫反应等手段,可使病毒载体的应用更加符合临床的需要.结果:改造过的病毒载体大大提高了载体靶向的特异性和应用范围.结论:病毒以其独特的生物学特性作为基因治疗载体有着独特优势,在临床上得到了广泛应用.
【总页数】4页(P94-97)
【作者】王国富
【作者单位】大理学院医学微生物学与免疫学教研室,云南,大理,671000
【正文语种】中文
【中图分类】R45
【相关文献】
1.慢病毒载体在基因治疗中的应用研究进展 [J], 高树峰;李黎;张少容
2.腺相关病毒载体在眼病基因治疗中的应用及研究进展 [J], 丁芝祥;谭浅
3.非病毒载体在基因治疗中的研究进展 [J], 李婉迪;赵振民
4.非病毒载体作用机制及在心血管疾病基因治疗中的应用研究进展 [J], 徐建昌;王

5.中枢神经系统基因治疗中病毒载体的研究进展 [J], 王传伟;刘玉光
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病毒载体研究进展-精选文档

病毒载体研究进展-精选文档
病毒载体概述(1) 要求:1、携带外源基因并能包装成感染性病毒颗粒
2、介导外源基因转移和表达 3、对机体不致病
容量:自身基因组大小的105%~110%
类型:1、重组型病毒载体
可复制型 复制缺陷型
2、无病毒基因的病毒载体
复制缺陷型
组成:1、病毒复制和包装元件
2、病毒基因 3、插入的外源基因或元件 4、病毒外壳/外膜
Helper virus
rep cap Helper plasmid
host cell
Vector plasmid
图3 腺病毒伴随病毒包装系统示意图
多因素系统
双因素系统
Helper virus +helper plasmid
Host cell +vector DNA
rep cap
Recombinant helper virus (rHSV-repcap)
proviral cell
图4 双因素系统生产重组AAV病毒示意图
无病毒基因的病毒载体
被包装的DNA/RNA中不含任何病毒编码基因,只保留其复制和 包装所必需的顺式作用元件。获得的重组病毒颗粒具有野生型病 毒的外壳/外膜和感染性,但不表达病毒蛋白。
腺伴随病毒载体:
ITR
gene pA
ITR
反转录病毒载体:
I n v iv o 基 因 治 疗 ; 肿 瘤 基 因 治 疗 ; 疫 苗 。
A AV 病 毒 载 体 单 链 DNA 病 毒 ~5kb
I n v iv o 基 因 治 疗 ; E x v iv o 基 因 治 疗 ; 遗 传 病 基 因 治 疗 ; 获 得 性 慢 性 疾 病 的 基 因 治 疗 。 神 经 系 统 疾 病 的 基 因 治 疗 ; 肿 瘤 的 基 因 治 疗 。

专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展(word文档良心出品)

专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展(word文档良心出品)

专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展?基因治疗自1990年成功应用于重症联合免疫缺陷综合征(SCID-X1)患者的治疗,已走过了十几个年头,给人类一些疑难杂症如肿瘤的治愈带来了曙光。

但其发展却屡遭挫折,比如近来发现经基因治疗的SCID-X1患者之一出现了类白血病反应,可能是基因随机整合染色体所致,使得人们不得不以怀疑的目光审视它的成长。

而基因载体是阻碍其发展的主要因素,主要表现为安全性、靶向性、转染效率不高及表达时问短等问题。

病毒载体是目前临床基因治疗中应用最多的载体,各种病毒载体有自身的利弊,除了对它们的选择外,病毒载体只有通过自身的不断改造完善,才能更好的服务于基因治疗,进而真正造福于人类。

1 逆转录病毒(retrovirus vectors,RVJ载体逆转录病毒载体基因转移系统包括两部分:一部分是用外源基因替换病毒结构基因的逆转录病毒载体;另一部分是包装细胞的基因组DNA中整合了逆转录病毒结构基因。

1990年世界上首例临床基因治疗采用的就是逆转录病毒载体n]。

到目前为止,RV载体是基因治疗临床试验使用最多的载体,较常用的是基于moloney鼠白血病病毒(MMLV)改造而来的各种Rv载体。

RV载体具有基因表达持久而稳定、转染效率较高等优点,但只能感染分裂期细胞,载体容量<8kb,与宿主细胞基因组的随机整合可引起基因突变及产生可复制的野生型病毒等危险,故需要进一步的改造完善。

将水泡性口炎病毒糖蛋白(VSV-G)整合于逆转录病毒包膜中能加速各种宿主细胞对其进行膜融合和内吞,具有广泛的宿主范围和更高的转染效率,可高效的转染静止细胞,并能抵抗血清补体灭活的作用。

诸多的优点使该载体在造血系统疾病和肿瘤的基因治疗方面有潜在的应用前景。

为了提高逆转录病毒感染靶细胞的特异性,降低其潜在的危险性,可以在原来的病毒Env蛋白上接上一段具有特异靶向的多肽,目前应用较多的是单链可变区抗体(acFV);还可通过插入组织特异启动子实现靶向表达。

用于肿瘤基因治疗的慢病毒载体研究进展

用于肿瘤基因治疗的慢病毒载体研究进展

用于肿瘤基因治疗的慢病毒载体研究进展【关键词】慢病毒载体;基因治疗;人类免疫缺陷病毒Ⅰ型;综述基因治疗有望成为治疗遗传病、肿瘤、病毒感染及其他难治性疾病的有效手段,但目前基因转移方法的局限性成为实现这一愿望的最大障碍。

慢病毒(LV)属于逆转录病毒属的一个亚科,其中包括灵长类LV如人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIVⅠ)、HIVⅡ、猴免疫缺陷病毒(SIV)和非灵长类LV如Visna病毒、马传染性贫血病毒(EIA V)、山羊关节炎脑炎病毒(CAEV)、猫免疫缺陷病毒(FIV)、牛免疫缺陷病毒(BIV)等7个亚属。

其中对HIVⅠ的结构及生物学特性研究较多。

HIVⅠ具有可感染非分裂细胞、目的基因整合至靶细胞基因组长期表达、感染率高、免疫反应小等优点,弥补了逆转录病毒载体和腺病毒载体等病毒载体的缺陷,适于体内基因治疗,因此有望成为理想的基因转移载体。

对该类载体的研究进展做一综述。

1 LV的基因结构[1~3]人类免疫缺陷病毒直径110~120 nm,呈20面体对称结构,大致呈球形。

病毒外膜是磷脂双分子层,来自宿主细胞,膜上有表面蛋白(gp120)与镶嵌蛋白(gp41);gp41是跨膜蛋白,gp120为刺突,并与gp41通过非共价作用结合。

包膜内面是蛋白P17形成的球形基质蛋白(Matrix),以及衣壳蛋白(p24)形成的半锥形衣壳(Capsid),衣壳在电镜下呈高电子密度。

衣壳内含有病毒的RNA基因组和其他来自宿主细胞的成分(如tRNAlys3,作为逆转录的引物)。

病毒基因组是两条相同正股RNA 链,全长约9 200 bp。

两端是长末端重复序列(LTR),含顺式调控元件,序列为5′U3R U5 3′,控制前病毒的表达。

现已证明,在LTR有启动子和增强子并含负调控区。

LTR之间的序列至少编码9个蛋白,可分为3类:结构蛋白、调控蛋白、辅助蛋白。

结构蛋白Gag、Pol、Env 基因编码。

gag基因产生相对分子质量55 000的蛋白P55。

基因治疗的技术进展与挑战

基因治疗的技术进展与挑战

基因治疗的技术进展与挑战随着科学技术的不断发展,基因治疗作为一种新兴的医学治疗手段,已经引起了广泛的关注。

基因治疗的理念源于对人类基因组的深入了解,目的是修复或替代缺陷基因,以治疗由遗传因素引起的疾病。

本文将围绕基因治疗的最新技术进展以及所面临的挑战展开探讨。

一、基因治疗的基本原理基因治疗是通过引入、去除或改变细胞内的遗传物质,从而改变疾病发生的基础。

它主要包括以下几种类型:基因补充:将健康基因导入患者体内,以补充缺失或突变的基因功能。

基因编辑:通过工具(如CRISPR-Cas9)对目标基因进行定点修改,从而纠正突变。

RNA干扰:抑制特定基因的表达,通过小干扰RNA(siRNA)或其他调控分子实现。

细胞疗法:将经过基因修饰的细胞返回患者体内,从而增强其抗疾病能力。

二、技术进展1. CRISPR-Cas9技术CRISPR-Cas9是当前最为热点的基因编辑技术,它以其高效性、精确性和相对低廉的成本,在医学研究与临床应用中展现了巨大潜力。

该技术能够在基因组中的特定位置进行定位和切割,随后通过细胞自我修复机制实现对特定基因的修改。

目前,CRISPR-Cas9已成功应用于多种遗传病治疗,比如镰状细胞贫血和杜氏肌营养不良症等。

2. 腺病毒载体腺病毒作为一种常见的病毒载体,被广泛应用于基因治疗中。

这种载体能够有效地传递外源基因,并且不在宿主细胞中整合,降低了致癌风险。

目前,腺病毒载体在多种癌症和遗传疾病的临床试验中表现良好。

例如,在某些类型的肝癌患者中,通过腺病毒载体有效地导入抑癌基因,实现肿瘤抑制。

3. 基因疗法与免疫疗法结合近年来,将基因疗法与免疫疗法结合,成为肿瘤治疗的新趋势。

通过对肿瘤细胞进行基因修改,使其更易被免疫系统识别并攻击,能够大幅提高患者的治愈率。

例如,CAR-T细胞疗法就是通过在T细胞上表达人类嵌合抗原受体,使其具备针对特定癌症细胞的能力,从而实现靶向治疗。

4. 单细胞测序技术单细胞测序技术为我们提供了更为详尽和精确的信息,使研究者能够在单个细胞水平上观察基因表达。

基因治疗载体的最新研究进展

基因治疗载体的最新研究进展

基因治疗载体的最新研究进展在生命进化的漫长历程中,生物体通过基因的突变来适应环境的改变,所以说生物突变是生物体进化的基础[1]。

同时,不利的突变会造成细胞形状和功能的改变,从而导致疾病甚至死亡。

人类的某些疾病是由于其本身的基因的核苷酸发生变化有关,从而就引起了人们考虑从基因的角度来治疗某些用常规方法无法治疗的疾病。

基因治疗(genethrapy)是向靶细胞引入正常有功能的基因,以纠正或补偿致病基因所产生的缺陷,从而达到治疗疾病的目的,通常包括基因置换、基因修正、基因修饰、基因失活等。

20世纪80年代初,Anderson首先阐述了基因治疗的概况;1990年美国国立卫生研究院的Blease等成功地进行了世界上首例临床基因治疗,即腺脱氨酶(ADA)缺陷病的人体基因治疗;1991年我国首例基因治疗B型血友病也获得成功。

近年来,一领域的研究取得了重大进展,基因治疗作为安全新的疾病治疗手段,将在一定程度上改变人类疾病治疗的历史进程。

纵观基因治疗的整过程,目的基因导入靶细胞并使之表达是其关键环节,因此介导的载体选择便显得格外有意义了。

本文介绍了基因治疗的常用载体以及其最新的研究进展。

1 常用的基因治疗的方法基因治疗常用方法有两种,即体内疗法(in vivo)和体外疗法(ex vivo)。

体内疗法是将外源基因导入受体体内有关的器官组织和细胞内,以达到治疗目的,这是一种简便易行的方法,如肌肉注射、静脉注射、器官内灌输、皮下包埋等,但其缺点是基因转染率较低。

研究和应用较多的还是体外疗法,即先在体外将外源基因导入载体细胞,然后将基因转染后的细胞回输给受者,使携有外源基因的载体细胞在体内表达治疗产物,以达到治疗目的。

最常用的技术则有三种:(1)体外处理疗法:将有基因缺陷的体细胞取出后,引入正常的基因拷贝后再送回体内;(2)原位疗法:使用载体将目的基因直接导入靶细胞;(3)体内疗法:将基因载体注入血液,定向寻找靶细胞并将基因安全有效地导入。

基因治疗载体的研究现状

基因治疗载体的研究现状

基因治疗载体的研究现状【关键词】基因;治疗;载体基因治疗是一种新的治疗手段,可用于多种疾病的治疗,包括癌症、遗传性疾病、感染性疾病、心血管疾病和自身免疫性疾病等.基因治疗通常是指将遗传物质(DNA或RNA)引入到患者的细胞中,以达到治疗疾病的目的的方法[1~3].它是伴随着DNA重组技术的成熟而发展起来的新型的分子学治疗手段,是当今生物医学发展中的重大突破.1968年,美国科学家迈克尔·布莱泽首次在医学界提出了基因治疗的概念.1990年,美国科学家Anderson 等进行了首例真正意义上的基因治疗临床试验,获得了初步成功[4].在基因治疗过程中,基因导入系统是最关键的技术.目前,在基因导入载体方面出现了两大主流,即病毒载体系统及非病毒载体系统.本文对基因治疗载体应用的原理、种类和研究现状进行了综述.1 病毒载体外源基因进入细胞中通常需要运输工具,而病毒是在漫长的自然进化过程中存活下来的无细胞结构的最小、最简单的生命寄生形式.病毒通常可以高效率地进入特定的细胞,表达自身蛋白,产生新的病毒粒子,因此被改造的病毒首先成为了基因治疗的载体.病毒载体在基因治疗领域的应用广泛,约70%的治疗方案采用病毒载体[5,6].病毒载体包括反转录病毒载体、腺病毒载体、腺相关病毒载体及单纯疱疹病毒载体等.1.1 反转录病毒载体反转录病毒属于正链RNA病毒,可高效地感染许多类型的宿主细胞,并可稳定地整合到宿主细胞基因组中,是最先被改造且应用最广泛的基因治疗载体.反转录病毒基因组长度约为10kb,含有3个最重要的基因,即gag(编码核心蛋白),pol(编码反转录酶),env(编码病毒外膜蛋白).基因排列顺序是5′,两端存在长末端重复区(LTRS),用于介导病毒的整合,env基因中含有病毒包装所必需的序列.另外,一些反转录病毒中存在原癌基因,其突变会引发癌变,当被整合到宿主细胞的原癌基因附近或插入到宿主细胞的抑癌基因中时也可引发癌变.构建反转录病毒载体多采用鼠白血病病毒(Mo),其为嗜双性病毒,既可感染鼠细胞,亦可感染人细胞.反转录病毒载体的基本成分包括:1)必需的病毒基因组分,如LTRS、病毒的包装识别信号、翻译所需的剪接识别位点及poly(A)尾等;2)高效的治疗基因,如抑癌基因及自杀基因等;3)标记基因,用于筛选;4)其他质粒必要成分.在应用上,携带外源目的基因的反转录病毒载体需要包装细胞(如ProPak及PA317细胞系)才能成为成熟的重组假病毒粒子,其原因为在构建的复制缺陷型反转录病毒载体中,外源目的基因取代了病毒的必需基因,此时病毒只有借助包装细胞提供的反式作用蛋白,才能包装产生子代重组病毒.这种子代重组病毒仅具备一次感染性,避免了在人体细胞间扩散感染,亦降低了病毒本身的致癌性及致病性.作为基因治疗载体,反转录病毒载体具有感染率高,可稳定整合表达,宿主范围广泛及对宿主毒性小等优点,但同时也存在仅感染正在分裂的细胞,可能致癌及包装外源DNA小(<8kb)等缺陷.目前,在基础与临床研究中此类病毒载体多适用于间接体内基因治疗,特别是肿瘤的基因治疗.但重组反转录病毒的感染和转导效率较低,外源基因随机插入,可能导致突变.慢病毒载体是以人类免疫缺陷Ⅰ型病毒(HIV为基础发展起来的基因治疗载体,区别于一般的反转录病毒载体,对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力,转移基因片段容量较大,转染所需的病毒滴度可达(1~10)7×MU/L,目的基因表达时间长,不易诱发宿主免疫反应,对淋巴细胞、神经细胞、肝细胞、心肌细胞、肌细胞和多种肿瘤细胞具有较高的转导效率[7~10].1.2 腺病毒载体腺病毒是无包膜的线性双链DNA病毒,在自然界分布广泛,至少存在100种以上的血清型.腺病毒基因组长度约为36kb,两端各有1个反向末端重复区,其内侧为病毒包装信号.腺病毒基因组上分布着4个早期转录元(E1,E2,E3,E4)承担调节功能,和1个晚期转录元负责结构蛋白编码.作为基因治疗的载体,腺病毒载体具有如下优点:1)基因包装容量较大,因而可插入大片段外源基因,最多可达35kb;2)感染效率高,可高效地转导不同类型的人组织细胞,体外实验转导效率接近100%转导效率;3) 可转导非分裂细胞;4) 在细胞培养物中有高滴度的重组病毒产量;5)进入细胞内并不整合到宿主细胞基因组,仅瞬间表达,因而安全性较高.第一代腺病毒载体为E1或E3基因缺失,缺失区插入外源治疗基因,但此型载体可引发机体产生强烈的炎症反应或免疫反应,且表达外源基因的时间较短.第二代腺病毒载体则另外让E2a或E4基因缺失,产生较弱的免疫反应,在载体容量和安全性方面亦有较大改进.第三代腺病毒载体缺失了全部的(无病毒载体)或大部分腺病毒基因(微型腺病毒载体),仅保留反向末端重复区和包装信号序列,最多可插入35kb的基因,且所引起的细胞免疫反应更弱,在它的载体中引入核基质附着区基因可使外源基因保持长期表达,并可增加稳定性.1.3 腺相关病毒载体腺相关病毒属于非致病性的微小病毒科家族成员,只有依赖于辅助病毒才可能增殖.腺相关病毒基因组很小,如2型腺相关病毒是由4681个核苷酸组成的单链DNA,包含2个基因,即rep基因(编码负责调节病毒复制、结构基因表达和整合到宿主基因组中的蛋白)及cap基因(编码衣壳结构蛋白),基因组的1个末端存在1个145bp的末端重复区.腺相关病毒可感染分裂期及静止期细胞,能插入到宿主细胞染色体内,或以染色体外串联体DNA的形式长期稳定表达,可有效地转导脑、骨骼肌及肝脏等类型的细胞,具有抗原性、毒性小及不致病等特点,被认为是目前最好的载体,在遗传病的基因治疗方面显示出优势,也被广泛应用于治疗恶性肿瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病及器官移植和组织细胞工程研究等[11,12].但腺相关病毒载体存在着不能插入较大的外源基因,缺少高效的包装细胞,制备过程复杂及制备滴度低等缺陷.1.4 单纯疱疹病毒载体Ⅰ型单纯疱疹病毒属于人嗜神经病毒,可在神经元内呈潜伏感染状态.Ⅰ型单纯疱疹病毒基因组为152kb大小的线性双链DNA分子,已鉴定了80个以上的基因,其中50%左右为非必需基因.野生型病毒感染神经元后,通常处于潜伏感染状态,它的基因组以附加体的形式位于细胞核内,且不被人体免疫系统所识别,潜伏期可持续至终生.当受到生理性损伤或周围神经损伤等刺激后,潜伏的人单纯疱疹病毒可被激活,进入裂解性感染期.Ⅰ型单纯疱疹病毒可被改造为2类载体:扩增子载体仅把Ⅰ型单纯疱疹病毒的复制起点和包装信号序列插入到细菌质粒中,当其转染至包装细胞后,用Ⅰ型单纯疱疹病毒辅助病毒超感染,便可获得含有扩增子的假病毒;重组Ⅰ型单纯疱疹病毒,可删除与复制相关及非必需基因,减少细胞毒性,可在宿主神经元中长期表达外源治疗基因,但如果宿主神经元内已潜伏了野生型单纯疱疹病毒,则其可能被重新激活,继而进入裂解期.美国哈佛大学姚丰博士利用病毒自身的反式主要负调节物构建了既可抑制自身病毒复制,又可抑制野生型病毒复制的重组病毒.此病毒可作为新型、安全性单纯疱疹病毒载体,应用于临床实验研究.Ⅰ型单纯疱疹病毒载体不仅感染神经元,亦可感染非神经细胞,如上皮细胞.目前,Ⅰ型单纯疱疹病毒载体已被临床试验于恶性间皮瘤及帕金森综合症等疾病的治疗.2 非病毒载体虽然病毒载体作为基因传递的工具被广泛地采纳,但仍存在着局限性,即病毒性载体均可诱导机体产生某种程度的免疫反应,存在着插入突变等致瘤及致毒的风险,且载体容量有限,制备滴度不高等.而非病毒载体则具有无传染性,不限制载体容量,可大量制备及具有靶向性等优点[13].目前,所应用的非病毒DNA转移方法有4种,即裸DNA、脂质体、多聚物及分子耦联体.裸DNA可将携带外源基因的质粒直接注射或通过基因枪导入到组织细胞中,主要应用于DNA疫苗,可激发机体的细胞免疫和体液免疫.脂质体是由脂质双分子层组成的颗粒,可介导基因穿过细胞膜.最常用的脂质体为阳离子脂质体,主要由带正电荷的脂类及中性辅助脂类以等摩尔混合而成.带阳性电荷的脂质体与带阴性电荷的DNA之间可有效地形成复合物,并通过内吞作用移入细胞内.多聚物,即利用阳离子多聚体,如多聚左旋赖氨酸上的正电荷与DNA上的负电荷结合发生电性中和胍,而形成稳定的多聚物/DNA 复合物.复合物仍带正电荷,可与细胞表面带负电荷的受体结合,而被渗入至细胞内.分子耦联体是将外源性DNA通过某种方式共价结合到细胞表面特异受体的配基或单克隆抗体或病毒胞膜蛋白上,利用特异的结合特性介导外源性基因导入至某一类型细胞中.目前,所知的临床研究方案中,脂质体是除反转录病毒载体外应用最广泛的基因传递方法,特别在肿瘤及囊性纤维化等疾病的治疗中应用较多.尽管非病毒载体可避免引起病毒载体所带来的毒副作用,但质粒DNA和脂质体复合物与腺病毒一样,也可引发炎症.非病毒载体易于制备,并能形成规模生产,但基因转移和表达效率较低仍是困扰它发展的主要障碍.最近研究结果表明,超声波有助于提高质粒的转移效率.超声波配合微泡回声比差剂可提高细胞膜的通透性,从而显著提高裸DNA的转移和表达效率.这项胞膜渗透技术可在细胞膜表面瞬间制造小孔,DNA则趁机进入细胞内.尽管基因治疗载体研究已经取得众多成果,但仍需进一步努力解决基因治疗所面临的最棘手的基因导入系统问题.【参考文献】[1]Anderson WF.Human gene therapy[J].Science,1992,256:808.[2]Miller AD.Human gene therapy comes of age[J].Nature,1992,357:455.[3]Mulligan RC.The basic science of gene therapy[J].Science,1993,260: 926.[4]Anderson WF, Blaese RM, Culver K, et al..The ADA human gene therapy clinical protocol:points to consider response with clinical protocol[J].Hum Gene Ther,1990,1:331.[5]Vandenhuman coagulation factor Ⅷand correction of hemophilia A after in vivo retroviral gene transfer in factor Ⅷdeficient mice[J]. Proc Natl Acad Science USA,1999,96:10379.[6]Connelly S, Smith TA, Dhir G, et al..In vivo delivery and expression of physiological levels of functional human factor Ⅷin mice[J].Hum Gene Ther,1995,6:185.[7]Blcsch A.Lentiviral and MLV based retroviral vectors for ex vivo and in vivo gene transfer [J].Methods,2004,33(2):164.[8]Buchschacher GJ, Wong SF.Development of lentiviral vectors for gene therapy for human discases[J]. 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类风湿性关节炎基因治疗的病毒载体与基因转移方法的研究进展(一)

类风湿性关节炎基因治疗的病毒载体与基因转移方法的研究进展(一)

类风湿性关节炎基因治疗的病毒载体与基因转移方法的研究进展(一)作者:刘国玲综述梁统, 周克元【关键词】类风湿性关节炎(RA);,基因治疗;,载体[关键词]类风湿性关节炎(RA); 基因治疗; 载体类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis, RA), 是一种病因尚不清楚的慢性全身免疫性炎症疾病, 其发病机制也不完全明了。

常规的药物治疗及外科手术治疗等均不十分理想, 尚缺乏有效的治疗手段。

最近研究表明, 基因治疗显示出了较好的前景。

基因治疗是将正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入靶细胞以纠正基因的缺陷而发挥治疗作用, 从而达到治疗目的的生物医学高技术。

基因治疗中表达载体的构建是治疗成功与否的关键, 理想的载体应该是滴度高、能转染大量的细胞, 制备方便且重复性好, 能定向进入目的细胞并整合到宿主染色体特异定位点, 能以附加体的形式稳定存在, 转录单元有可调控的操纵元件, 以及不含能激发免疫应答的组分。

目前, 在RA的基因治疗中使用的载体系统主要有病毒载体系统和非病毒载体系统。

1 病毒载体系统病毒载体是指以病毒为基础的基因载体, 是对病毒基因组进行操作和改造, 使之能携带外源基因和相关基因元件, 并被包装成病毒颗粒, 而构建的基因导入系统。

目前在RA的治疗中主要有下列几种类型病毒载体:1.1 反转录病毒载体反转录病毒属于正链RNA病毒, 是最先被改造且应用最为广泛(>50%)的基因治疗载体。

其基因组大约为10 kb, 含有3个最重要的基因: 即gag(编码核心蛋白)、 pol(编码反转录酶)和env(编码病毒外膜蛋白)。

基因排列的顺序是5'gagpolenv3', 两端存在长末端重复区(LTRS)用于介导病毒的整合, env基因中含有病毒包装所必需的序列。

反转录病毒载体具有转染率高, 可稳定整合表达、宿主范围广泛及对宿主的毒性小等优点, 在RA的基因治疗中, 以反转录病毒作为载体已取得很好的治疗效果。

基因治疗的新技术与新进展

基因治疗的新技术与新进展

基因治疗的新技术与新进展新进展近年来,随着生命科学技术的不断发展,基因治疗技术迅速成为了生物医学领域的一项重要研究议题。

该技术通过改变或修复人体的基因,来治疗许多疾病,例如遗传性疾病、癌症等。

基因治疗的方法目前分为三种,分别是载体治疗、纳米颗粒治疗和基因编辑治疗,而这些方法在现阶段都有新的进展与技术,为更好的应用基因治疗技术提供了广阔的发展前景。

载体治疗载体治疗是指将基因通过载体进行传递,使其进入到人体中实现治疗。

载体包括病毒、细胞、染色体等,而其中以病毒载体最为常用。

随着生物技术的不断进步,目前已经形成了许多的载体,例如用于病毒系统的微生物载体——统一自毒素,以及用于哺乳动物细胞的质粒载体等。

其中一些载体已经在修复基因缺陷的过程中得到了有效的应用。

同时,基因序列技术也得到了进一步的优化,因此,其所携带的载体在传递基因的过程中能够更精确地实现基因传递的目的,从而更好地完成基因治疗的任务。

纳米颗粒治疗纳米颗粒治疗也是基因治疗技术中一种常见的处理方式,定义为将基因传递进人体,使之在背景噪声比较高的情况下方便传递。

在纳米颗粒治疗中,基因需要被包裹在纳米颗粒中传递。

而纳米颗粒由许多原子或分子构成,能够自行实现信息传递。

基因进入人体内后,能够被释放到特定细胞中或组织中管理疾病的过程。

尽管一直存在难以克服的技术问题,但是一些企业已经开始不断进行研发,开发出了许多可支持基因治疗技术的纳米颗粒产品,这种技术也得到了医学科学界的广泛关注。

基因编辑治疗基因编辑治疗是目前生命科学领域中一种新的技术,被认为是基因治疗技术的一个里程碑。

该技术利用一系列特殊的酶,例如CRISPR,能够在细胞中进行精准的编辑,从而更准确的修复或替换基因,治愈疾病。

该技术具有前所未有的优越性,例如精准、快速、方便、安全和可扩展性等。

基因编辑治疗的流程每个时间周期比传统基因治疗短,而且不仅具有更好的自由度,治疗性能也更好。

总结在不断发展的生物学、医学技术领域,基因治疗技术无疑是一个充满活力的领域。

专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展

专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展

专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展?基因治疗自1990年成功应用于重症联合免疫缺陷综合征(SCID-X1)患者的治疗,已走过了十几个年头,给人类一些疑难杂症如肿瘤的治愈带来了曙光。

但其发展却屡遭挫折,比如近来发现经基因治疗的SCID-X1患者之一出现了类白血病反应,可能是基因随机整合染色体所致,使得人们不得不以怀疑的目光审视它的成长。

而基因载体是阻碍其发展的主要因素,主要表现为安全性、靶向性、转染效率不高及表达时问短等问题。

病毒载体是目前临床基因治疗中应用最多的载体,各种病毒载体有自身的利弊,除了对它们的选择外,病毒载体只有通过自身的不断改造完善,才能更好的服务于基因治疗,进而真正造福于人类。

1 逆转录病毒(retrovirus vectors,RVJ载体逆转录病毒载体基因转移系统包括两部分:一部分是用外源基因替换病毒结构基因的逆转录病毒载体;另一部分是包装细胞的基因组DNA中整合了逆转录病毒结构基因。

1990年世界上首例临床基因治疗采用的就是逆转录病毒载体n]。

到目前为止,RV载体是基因治疗临床试验使用最多的载体,较常用的是基于moloney鼠白血病病毒(MMLV)改造而来的各种Rv载体。

RV载体具有基因表达持久而稳定、转染效率较高等优点,但只能感染分裂期细胞,载体容量<8kb,与宿主细胞基因组的随机整合可引起基因突变及产生可复制的野生型病毒等危险,故需要进一步的改造完善。

将水泡性口炎病毒糖蛋白(VSV-G)整合于逆转录病毒包膜中能加速各种宿主细胞对其进行膜融合和内吞,具有广泛的宿主范围和更高的转染效率,可高效的转染静止细胞,并能抵抗血清补体灭活的作用。

诸多的优点使该载体在造血系统疾病和肿瘤的基因治疗方面有潜在的应用前景。

为了提高逆转录病毒感染靶细胞的特异性,降低其潜在的危险性,可以在原来的病毒Env蛋白上接上一段具有特异靶向的多肽,目前应用较多的是单链可变区抗体(acFV);还可通过插入组织特异启动子实现靶向表达。

基因治疗:新型载体和递送系统的研究进展

基因治疗:新型载体和递送系统的研究进展

基因治疗:新型载体和递送系统的研究进展引言基因治疗作为一种新兴的治疗方法,已经取得了许多令人鼓舞的成果。

然而,要实现其在临床上的广泛应用,合适的载体和递送系统是不可或缺的。

本文将介绍基因治疗中新型载体和递送系统的研究进展,并探讨它们在增强基因表达、提高基因传递效率以及改善安全性方面的潜力。

一、新型载体技术1. 病毒载体近年来,多种病毒载体被用于基因治疗,包括腺相关病毒(AAV)、腺病毒(AdV)等。

这些载体具有高度特异性、高效转染能力和长期表达能力等优点,是目前最为常用的基因传递工具。

此外,通过对这些病毒进行工程改造,可以提高它们在选择性转染目标细胞类型上的能力,并减少宿主免疫反应带来的风险。

2. 非病毒载体虽然病毒载体具有较高的基因传递效率,但其潜在的致病性和免疫原性问题使得人们不得不寻找替代方案。

非病毒载体由于易制备、成本低廉并且相对安全,因此受到越来越多的关注。

常用的非病毒载体主要包括合成聚合物、核酸纳米颗粒和脂质体等。

这些载体可以通过表面修饰或改造来增强基因传递效率,并且可以定向靶向特定细胞类型。

二、新型递送系统技术1. 生物材料递送系统生物材料递送系统基于天然或半合成聚合物,具有良好的生物相容性和可调控性,被广泛应用于基因治疗中。

例如,利用聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)微球制备的递送系统能够实现长期稳定释放,从而提高基因表达效果。

此外,一些多肽和核酸片段也可以作为生物材料修饰或功能化来优化递送系统。

2. 化学修饰递送系统化学修饰递送系统是通过在基因载体或递送系统上引入特定的化学官能团,使其具有特异性亲和力或调控性。

例如,在聚乙烯亚胺修饰的载体中加入负电荷,可以提高载体与DNA之间的相互作用力,从而增强基因传递效率。

此外,利用聚合物链转移反应、插座反应等方法进行化学修饰,可以进一步改善载体的稳定性和免疫逃避性。

三、新型载体和递送系统的优势与挑战1. 增强基因表达新型载体和递送系统的不断发展为基因治疗带来了更高水平的基因表达。

基因治疗中的纳米材料载体研究

基因治疗中的纳米材料载体研究

基因治疗中的纳米材料载体研究随着科技的发展,基因治疗已经成为了医学治疗的一种新兴方向。

基因治疗是通过修改或替换人体的基因来治疗疾病的一种方法。

虽然该方法已经有了很大的进展,但是在实践应用上仍然存在一些难点。

其中之一就是如何有效地将治疗基因投递到需要治疗的位置,并且不损伤身体健康细胞。

这就需要使用一种能够把治疗基因送到特定位置的材料——载体。

纳米材料的出现,为基因治疗提供了极佳的载体选择,目前纳米材料已经成为了基因治疗中的研究热点之一。

纳米材料的载体优点纳米材料具有结构小、化学稳定、比表面积大等优点,因此在基因治疗中很有潜力。

纳米材料的生物相容性好,且对于生物体组织渗透能力强,可以将基因药物运输至病灶部位,提高基因治疗的治疗效果。

同时,由于纳米材料的化学活性较高,可以方便地进行表面修饰,加入靶向物质,提高特异性,进一步增强药物运输效率和作用效果。

纳米材料的载体研究近年来,对于纳米材料作为基因治疗的载体进行了大量的研究。

化学注入法、生物合成法等方法都可以制备产生亲水性的短链聚乙二醇修饰胆碱作为穿膜传递纳米颗粒载体,这样可以增强纳米颗粒穿透性、减少吞噬作用,从而提高基因药物的传递效果。

同时,通过改变纳米材料的形态、大小、表面性质等等,还可以控制其生物分布和代谢途径,从而提高治疗效果,降低副作用。

纳米材料的运输机理纳米材料作为载体的运输机理是一个非常复杂的问题,还需要进行大量的研究。

目前研究表明,纳米材料进入细胞室内后,大多数是被膜介导,这种运输形式可以被用于各种类型的细胞。

此外,纳米材料也可以通过广泛实施的内吞过程来运输,不过这种方式仅限于受体介导的细胞。

在这个过程中,纳米材料不仅仅是作为一种简单的传递工具,同时还需要考虑到它自身的生物反应对于细胞的影响。

由于纳米材料间接影响了基因表达,因此还需要进行大量的原位研究,以保证它的安全性和有效性。

纳米材料的未来发展纳米材料作为基因治疗的载体,有着广泛的应用前景。

基因治疗中的基因转录和表达调控技术研究进展

基因治疗中的基因转录和表达调控技术研究进展

基因治疗中的基因转录和表达调控技术研究进展基因治疗是一种通过引入外源基因来修复或替代病理基因以治疗遗传性疾病的新型治疗方法。

基因转录和表达调控技术是基因治疗中至关重要的一环,它可以对基因进行精确的调控,实现疾病相关基因的有效治疗。

随着生物技术的发展,基因转录和表达调控技术逐渐成为基因治疗领域的研究热点,取得了许多重要进展。

一、转录调控技术1. RNA干扰技术RNA干扰技术是一种通过引入特异性小干扰RNA来抑制特定基因的表达的技术。

通过设计合成与目标基因序列互补的小干扰RNA,可以选择性地降低目标基因的表达水平。

RNA干扰技术可以广泛应用于基因治疗研究中,尤其在癌症治疗中表现出良好的应用前景。

2. 转录因子调控技术转录因子是一类特殊的蛋白质,它们能够与DNA特定区域结合,调控目标基因的转录活性。

利用转录因子可以实现对基因的高效调控,如上调或下调特定基因的表达。

最近的研究表明,通过设计合成优化的转录因子,并利用基因编辑技术进行精准靶向,可以实现对疾病相关基因的精确调控,为基因治疗提供了新的途径。

二、表达调控技术1. 合成调控序列技术合成调控序列是一种通过设计优化的DNA序列来调控基因表达的技术。

通过合成调控序列,可以实现对基因的精细化表达调控,例如特定组织的特异性表达、时序调控等。

合成调控序列技术在基因治疗中具有广泛的应用前景,可以提高基因治疗的效果和安全性。

2. 病毒载体调控技术病毒载体是基因治疗中常用的基因传递工具,通过将目标基因嵌入病毒载体中,可以实现有效的基因传递。

病毒载体调控技术是通过在病毒载体中插入调控元件的方式来实现基因的表达调控。

通过优化调控元件的设计,可以实现对基因的精确调控,提高基因治疗的效果。

三、研究进展与应用前景基因转录和表达调控技术的不断进步为基因治疗提供了强有力的支持。

一方面,通过转录调控技术和表达调控技术,可以精确调控目标基因的表达水平,实现定制化治疗。

另一方面,基因编辑技术的发展使得基因转录和表达调控技术更加具备精准性和效率性。

基因治疗载体的研究进展

基因治疗载体的研究进展

225科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 学 术 论 坛基因疗法是经由各种载体将目的基因导入至特定的组织靶细胞中,并通过转录表达达到治病目的[1]。

理想的基因载体应具有如下特点:在特异组织细胞中可有规律地、持续地进行外源基因表达;与细胞膜亲和性高、一定的靶向性及稳定性、安全、制备工艺简单。

基因疗法的载体可分成病毒型及非病毒型载体,病毒型载体转染效率高,但导向性差、携带信息量低及潜在致瘤性等不足;非病毒型载体则毒性低,免疫原性低,但与组织细胞亲和力较低[2]。

目前。

本文就两种常用的基因治疗在体进行相关综述,报道如下。

1 病毒载体1.1逆转录病毒载体逆转录病毒载体基因传递系统主要由两部分组成:一部分为应用外源基因代替病毒本身组成基因的逆转录病毒载体;另外一部分为在包装细胞的基因序列中整合了部分逆转录病毒基因。

20世纪90年代,世界上应用基因治疗的首例临床病例应用的就为逆转录病毒载体。

截止目前,R V 是在基因治疗临床试验中应用最为广泛的一种载体。

其中,常用的是一种经moloney鼠白血病病毒(M M L V )修饰获得的R V 载体。

R V具有较多优点,如基因表达稳定持久、转染率高,但其转染只限于分裂期细胞,最大可携带8Kb外援基因,与宿主基因组随机整合可诱发基因突变,产生具有遗传特征的野生型病毒,故进一步完善。

1.2腺病毒载体腺病毒是一种D N A 分子,为裸露的DNA病毒,载体容量需要小于7.5kb。

腺病毒能够感染全部周期的癌变细胞,获得广泛采用。

研究发现,E1区替代型腺病毒载体感染、表达率高、毒性低、制备工艺简便、可得到高滴度的纯化载体。

鉴于重组腺病毒载体不会整合进入宿主基因组织,在体基因也以额外的形式存在于染色体以外,表达时间不持久,因此是IL-2肿瘤基因治疗中的较为合适的载体。

1.3慢病毒载体慢病毒是经由HIV21演变而来的一种RNA病毒,属于逆转录病毒亚类。

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专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展?基因治疗自1990年成功应用于重症联合免疫缺陷综合征(SCID-X1)患者的治疗,已走过了十几个年头,给人类一些疑难杂症如肿瘤的治愈带来了曙光。

但其发展却屡遭挫折,比如近来发现经基因治疗的SCID-X1患者之一出现了类白血病反应,可能是基因随机整合染色体所致,使得人们不得不以怀疑的目光审视它的成长。

而基因载体是阻碍其发展的主要因素,主要表现为安全性、靶向性、转染效率不高及表达时问短等问题。

病毒载体是目前临床基因治疗中应用最多的载体,各种病毒载体有自身的利弊,除了对它们的选择外,病毒载体只有通过自身的不断改造完善,才能更好的服务于基因治疗,进而真正造福于人类。

1 逆转录病毒(retrovirus vectors,RVJ载体逆转录病毒载体基因转移系统包括两部分:一部分是用外源基因替换病毒结构基因的逆转录病毒载体;另一部分是包装细胞的基因组DNA中整合了逆转录病毒结构基因。

1990年世界上首例临床基因治疗采用的就是逆转录病毒载体n]。

到目前为止,RV载体是基因治疗临床试验使用最多的载体,较常用的是基于moloney鼠白血病病毒(MMLV)改造而来的各种Rv载体。

RV载体具有基因表达持久而稳定、转染效率较高等优点,但只能感染分裂期细胞,载体容量<8kb,与宿主细胞基因组的随机整合可引起基因突变及产生可复制的野生型病毒等危险,故需要进一步的改造完善。

将水泡性口炎病毒糖蛋白(VSV-G)整合于逆转录病毒包膜中能加速各种宿主细胞对其进行膜融合和内吞,具有广泛的宿主范围和更高的转染效率,可高效的转染静止细胞,并能抵抗血清补体灭活的作用。

诸多的优点使该载体在造血系统疾病和肿瘤的基因治疗方面有潜在的应用前景。

为了提高逆转录病毒感染靶细胞的特异性,降低其潜在的危险性,可以在原来的病毒Env蛋白上接上一段具有特异靶向的多肽,目前应用较多的是单链可变区抗体(acFV);还可通过插入组织特异启动子实现靶向表达。

第三代包装细胞系aF-crip和m 使载体与包装细胞问至少需要发生4次同源重组才可能产生有复制能力的逆转录病毒,提高了RV载体的安全性。

2 腺病毒(adenovirus,AV)载体腺病毒载体自1993年首次被应用于临床试验以来,迄今为止大约有40%基因治疗临床试验方案采用腺病毒为载体,仅次于RV载体_3 J。

至今AV载体已经发展了4代,第2、3代腺病毒去除EI、E2和E4编码序列,与第一代相比,有更低的免疫原性和更大的载体容量。

第四代腺病毒仅含有反向末端重复序列(1TRs)和包装信号,载体容量达37kb,进一步降低了免疫原性,被称为“高容量”载体。

AV载体具有宿主范围广、基因转移效率高、对非分裂细胞也有感染性、比较容易制备和操作、理化性质稳定、遗传毒性较低及比较安全等优点。

目前研究最多的是Ad2和Ad5 。

正是由于AV载体宿主范围广,使其缺乏靶向性。

又AV载体不能整合到靶细胞的基因组DNA中,且可诱发机体的免疫反应,故其介导的转基因表达时间短,并限制其反复应用。

AV载体的安全性和靶向性已成为研究的热点。

靶向性包括靶向转导和靶向转录。

靶向转导的一个理想策略是对腺病毒外壳进行改造,一方面消除腺病毒载体与柯萨奇,腺病毒受体(CAR )结合进入细胞的途径。

另一方面使改造后的腺病毒能选择性地与靶细胞膜表面的特异性受体结合。

HI-loop暴露于Ad纤维蛋白的球部,允许被插入100个氨基酸,如在此插入精氨酸一甘氨酸一天冬氨酸(RGD)序列等多肽可实现靶向转导。

Ad5还可通过嵌合其他血清型,改变纤维蛋白而实现靶向转导,如Ad5/3载体(其纤维蛋白由Ad5的尾部和轴心与Ad3的球部组成) J、Ad5/35载体(由Ad35的纤维蛋白插入Ad5的衣壳蛋白而形成) J。

此外,可通过双功能分子和双特异性抗体介导靶向转导。

转录水平的靶向性调节主要利用组织或肿瘤特异性启动子控制目的基因的表达。

人们正在寻找在所有肿瘤细胞中均有活性的通用启动子。

E2F-1是一种重要的转录因子,它常常在肿瘤细胞中高水平表达。

有研究利用E2F-1启动子控制E1A基因,构建了可以裂解肿瘤细胞而不影响处于静止期的正常细胞的Av载体AdE2—1RC,在小鼠卵巢癌和肺癌移植模型中,AdE2F-1RC治疗效果好于野生型腺病毒]。

Huang等_8 通过端粒酶逆转录酶(3T~RT)基因启动子控制E1A基因表达,构建了Adv.TERTp-E1A,可明显抑制肝癌细胞的生长。

此外,甲胎蛋白(AFP)启动子装入AV载体,能有效控制胸苷激酶(tk)基因在AFP阳性肝癌细胞中的表达。

为了降低Av载体的免疫原性,目前的主要途径是用聚乙二醇(PEG)修饰腺病毒表面或发展不含或只含很少病毒基因的新型AV载体,如无肠型腺病毒或微小腺病毒。

条件复制型腺病毒(GRAd)只在肿瘤细胞内复制,而在正常细胞中不复制,具有产生溶瘤效应、旁观者效应及明显提高治疗基因的表达效率等优势。

主要有两种类型:①肿瘤增殖腺病毒(ONXY-I5)可在r63突变了的肿瘤细胞内复制。

②Ad5一/',24可在Rb基因突变了的肿瘤细胞内复制。

故条件复制型腺病毒具有相对的靶向性,作为载体的同时,还有肿瘤治疗作用I 。

此外,动物腺病毒载体比人腺病毒载体具有更好的安全性和有效性,可以反复应用,利用它作为基因治疗的载体具有很好的前景。

3 腺相关病毒(adeno-associated virus,AVV)载体腺病毒相关病毒(AAv)是一种缺陷型的单链DNA病毒,只有在辅助病毒如腺病毒、单纯疱疹病毒、痘苗病毒等存在的情况下,才能进行最佳复制,产生新的病毒颗粒,否则只能进行潜伏感染。

从v载体既可以转染分裂细胞又可以转染非分裂细胞,在宿主体内以定向整合的方式存在,70%以上的整合位点位于第19号染色体q13.3-qter区,且对人体无致病性,故AAv重组体在细胞内能长期稳定地表达,还可避免随机整合可能引起的抑癌基因失活和原癌基因激活的危险,且在体内不引起明显的病理变化,表明AAV是一种很有前途的基因治疗载体_9j。

AAv载体在多种组织已进行了成功的转染,如肝、脑、心肌、骨骼肌、视网膜和呼吸道上皮等组织,未发现对机体有致病性。

AAv载体能转染非分裂期细胞和持久表达转基因产物的特点,适用于人造血干细胞基因转染。

目前研究最多的是AAV-2。

从v作为基因治疗的载体,其包装容量<4kb,对不同的细胞,从v载体的转染效率存在差异,且不同血清型Aw 对不同的组织有特异的靶向性,如AAV-2载体对神经元、肝细胞、光感受器细胞有较高的感染率,但对肺上皮的感染较低。

因此,人们可根据需要从中选择适合的AAV血清型进行基因治疗。

近年来的研究主要集中在:①扩大AAV的载体容量。

②提高重组腺病毒相关病毒(rAAV)的转染效率。

研究表明在感染细胞后,AAV之间通过反向末端重复序列(rm)互相连接形成多聚体,可以有效地扩大rAAV的包装容量。

Halbert等研究提示通过基因片段间的同源重组可能作为扩大rAAV载体包装容量的途径之一。

此外,研究还发现rAAV对各种细胞系和各种组织的转染效率均与这些细胞内单链D序列结合蛋白(ssD-BP)的去磷酸化水平成正比,用羟基脲(flU)或紫外线、x-射线对靶细胞进行预处理或使用人表皮生长因子受体蛋白酪氨酸激酶抑制剂,可使细胞内ssD —BP的去磷酸化与磷酸化的比值增加,从而增加转染效率。

AAV与腺病毒共转染靶细胞也可提高对非分裂细胞的转染效率。

4 慢病毒(1eraivlrus)载体慢病毒属逆转录病毒科,为二倍体RNA病毒,分为灵长类病毒如人类免疫缺陷病毒一1(HIV-1)、猴免疫缺陷病毒(SIV)和非灵长类病毒如马传染性贫血病毒(EIAV),但它与逆转录病毒不同,能感染非分裂细胞。

目前研究较多的是来源于HIV-1的慢病毒载体。

HIV载体具有能感染非分裂期细胞、容纳外源性目的基因片段大、基因持续表达、免疫反应小等特点。

大量研究已表明,HIV载体可以较容易的感染一些用其他载体较难进行转基因的组织,并且不会引发明显的免疫反应。

为了实现靶向表达,可向HIV载体引入一些启动子,如巨细胞病毒启动子、磷酸甘油酸激酶启动子、鼠白蛋白启动子等。

慢病毒载体的包装已发展了三质粒包装系统,李振宇等在此基础上进行改造,构建出自身失活慢病毒载体,经安全性检测未发现有野生型病毒存在,能提高转导效率,并发现选择不同靶细胞,启动子的效率受到较大影响。

Indraccolo等研究发现,慢病毒载体在基因治疗卵巢癌的体内实验中转染效率比逆转录病毒载体高10倍,表达效率高近100多倍。

随着人们对人类疾病基因治疗的生物安全性的关注,尤其在对HIV患者的基因治疗时,促进了其他可供选择的慢病毒载体的研究,如EIAV。

EIAV载体是一种可以与HIV载体相媲美的慢病毒载体,已应用于神经元细胞、神经胶质细胞、造血细胞及肌肉细胞等的基因转移。

Siapati等第一次证明EIAV载体能介导SCID患者再生细胞的基因转染。

5 单纯疱疹病毒(herpes si卫叩Iex virus,I-ISV)载体单纯疱疹病毒是一种双链DNA病毒,作为基因治疗载体具有以下优点:①容纳外源基因的长度达4o~50I,是目前容量最大的病毒载体。

②具嗜神经性,可在神经元中建立终生潜伏性感染,非常适用于神经系统疾病如帕金森病、Azheimer病等。

③滴度高。

④可感染分裂期和非分裂期细胞。

由于呈潜伏性感染,H 载体非常适用于需要基因长时间表达的基因治疗,但在介导肿瘤基因治疗等要求基因短暂高水平表达的基因转移是不合适的。

此外,HSV的细胞毒性有待进一步研究改善。

早期基因(ICP4,ICAr22,ICAr27)的去除可明显降低HSV载体的毒性,避免引发脑炎的危险⋯。

目前研究较多的是HSV-1载体,主要用于慢性神经系统疾病、恶性神经胶质瘤、骨骼肌细胞及干细胞的基因转移。

HSV1716是一个被改造过的异型HSV载体,能长期存在于神经胶质瘤细胞,而具有潜在的杀瘤效应_。

研究还表明,干细胞对HSV易感,利用去除早期基因的HSV载体转导猴c聪细胞,结果显示报告基因表达时间>3周,说明HSV载体适用于干细胞的基因转移。

6 展望近年来,基因治疗病毒载体的研究取得了较大进展,数个病毒载体已实现体内转基因的长时间表达,但病毒载体的安全性问题还有待进一步的研究解决,安全性和靶向性一直是人们研究的热点。

研究表明通过使用组织特异性启动子或多聚物和脂质体的修饰,可提高基因转移的靶向性,且多聚物和脂质体的修饰还可减轻免疫反应,有利于载体的重复应用。

载体中不必要的病毒基因的去除可明显减轻细胞毒性和免疫原性,还可避免产生可复制的病毒颗粒和人体感染病毒的危险。

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