专题八作业:基因治疗中病毒载体的研究进展
基因工程 第八章 基因工程研究进展

ESTs的来源
上世纪80年代,对cDNA序列进行大规模测序 的想法就曾提出,但对此一直存在争论,有人认 为这种方法能发现成千上万的新基因;而反对者 则认为cDNA序列缺少重要的基因调控区域的信息。 90年代初Craig Venter 提出了EST的概念,并测定 了609条人脑组织的EST,宣布了cDNA大规模测 序的时代的开始 (Adams et星DNA标记
*指基因组中存在的由2~5个核苷酸为重复 单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复 序列,这种序列广泛分布于真核生物基因 组。由于串联重复序列重复次数的不同就 产生了等位基因之间的多态性
*重复单位是6~100个碱基:小卫星序列 重复单位是100个碱基以上:卫星序列
*由于SSR两端多为相对保守的单拷贝序列, 通过设计引物可以进行PCR扩增
(1)完全的微卫星序列:没有中断的重复序列。如 (CA)25 (2)不完全的微卫星序列:具有一个或多个中断的重复 序列(CA) 9 TA(CA) 9 。 (3)复合的微卫星序列:不同的重复序列被3个以下的非 重复碱基间隔。
(GCGT) 8 NN(GT) 17 。
微卫星序列的多态性程度与微卫星序列的长度成正比关系
●
ESTs(Expressed Sequence tags )是从已建好的cDNA库中随机取出一个克隆, 从5’末端或3’末端对插入的cDNA片段进行一轮单向自动测序,所获得的约60500bp的一段cDNA序列。
序列质量检验: Length and quality distribution
Using sequence-tagged sites (STSs) to order overlapping clones (YACs, in this example) into a contig. Five different YACs are tested to determine which STSs they contain (top), and these data are used to assemble a physical map (bottom).
病毒载体在基因工程中的优势与应用案例

病毒载体在基因工程中的优势与应用案例基因工程是一门通过DNA分子的重组技术来改变或者改造生物体基因结构的科学技术。
它不仅可以用于基础研究,还可以应用于医学、农业和工业领域。
在基因工程中,病毒载体作为一种重要的工具,具有许多独特的优势和广泛的应用。
本文将介绍病毒载体在基因工程中的优势,并举几个应用案例进行讨论。
病毒载体在基因工程中的优势之一是其高度选择性,可以将外源基因有效地嵌入到宿主细胞的基因组中。
病毒载体的基因组通常很小,可以携带和传递较长的DNA序列。
此外,病毒载体经过长时间的进化,已经具备了高度有效的侵染宿主细胞的能力。
利用这些特性,科学家可以使用病毒载体来将目标基因传递到特定类型的细胞中,从而实现基因工程的目的。
其次,病毒载体在插入目标基因时具有高效性。
病毒载体可以很容易地与外源基因重组,使得目标基因在宿主细胞中高效表达。
病毒侵染细胞的过程中,目标基因会被病毒载体运输并插入宿主细胞的基因组中,从而可以在细胞内产生目标蛋白。
这种高效的表达方式使得病毒载体在基因工程中得到了广泛应用。
病毒载体还具有广泛的宿主范围,可以感染多种类型的细胞。
这一特性使得病毒载体在基因工程中的应用更加灵活多样。
不同的病毒载体适用于不同类型的细胞,科学家可以根据需求选择合适的病毒载体进行基因传递。
例如,腺病毒载体可以感染多种哺乳动物细胞,而慢病毒载体则可以感染较广泛范围的细胞类型。
下面,我们将介绍两个病毒载体在基因工程中的应用案例。
第一个应用案例是利用腺病毒载体进行基因治疗。
腺病毒载体具有高度感染人体细胞的能力,被广泛应用于基因治疗领域。
基因治疗是一种将正常基因导入病人体内,以纠正遗传性基因缺陷或者改善疾病症状的方法。
例如,在严重联免疫缺陷病患者中,科学家使用腺病毒载体将正常的免疫系统基因导入患者的造血干细胞中,以恢复其免疫功能。
第二个应用案例是利用慢病毒载体进行基因敲除。
慢病毒载体具有稳定的遗传物质传递能力,被广泛应用于基因组编辑和基因敲除中。
基因治疗中的基因递送方式优化技巧研究

基因治疗中的基因递送方式优化技巧研究基因治疗是一种应用基因工程技术来治疗人类疾病的新兴领域。
在基因治疗过程中,递送基因到患者体内是一个关键问题。
目前已有多种基因递送方式,但每种方式都存在一些局限性,因此需要不断优化技巧来提高基因传递效率和减少副作用。
本文将对基因治疗中的基因递送方式进行探讨,并介绍一些优化技巧。
一、病毒载体递送方式病毒载体是基因治疗中最常用的递送方式之一。
常见的病毒载体包括腺病毒、适用于体内基因传递的脂质体、病毒样纳米颗粒等。
它们可以通过干扰素途径、细胞凋亡、DNA损伤等机制将基因导入到细胞内。
优化技巧:1. 修改基因载体:通过对病毒载体进行基因工程改造,可以使其具有更好的传递性能和选择性。
例如,可以对载体进行改造,以增强特定细胞的亲和性,从而在治疗特定疾病时提高有效性。
2. 组合递送:将多个载体组合在一起,形成复合载体,可以提高基因递送的效率和稳定性。
这种方法可以通过将不同的载体功能组合在一起来提高特定基因的传送效果。
二、非病毒载体递送方式除了病毒载体外,还可以使用非病毒载体作为基因递送的方式。
这些非病毒载体包括聚合物、人工蛋白质纳米颗粒、基因枪等。
相比病毒载体,非病毒载体的优点在于其较低的免疫原性和较高的基因传递效率。
优化技巧:1. 合理选择载体:不同的载体具有不同的特性和适用范围,因此在选择载体时应考虑到基因的大小、结构和传递需求。
合理选择载体,可以提高基因递送的效率和稳定性。
2. 优化载体结构:通过改变非病毒载体的结构,可以增加其基因吸附能力和细胞穿透性。
例如,改变聚合物载体中基因的排布方式,可以提高载体对基因的稳定性和释放效率。
三、物理递送方式除了病毒载体和非病毒载体,物理递送方式也被广泛应用于基因治疗中。
这些方法包括电穿孔、基因枪、超声波等。
物理递送方式可以在不使用载体的情况下将基因传递到细胞中,具有较低的免疫原性和良好的基因传递效率。
优化技巧:1. 优化物理参数:例如,对于电穿孔方法,可以优化电压和脉冲宽度等参数,以提高细胞穿透性和基因传递效率。
基因治疗中的有效基因载体构建方法与技巧

基因治疗中的有效基因载体构建方法与技巧基因治疗是一种通过引入或修饰患者体内的基因来治疗疾病的新兴治疗方法。
为了将外源基因有效地送入目标细胞并实现治疗效果,构建优良的基因载体是至关重要的。
本文将介绍基因治疗中常用的基因载体构建方法与技巧。
基因载体是将目标基因传递至细胞的载体工具。
在构建基因载体时,以下几个关键因素需要被考虑:载体的稳定性、目标细胞的可转染性、基因表达的持久性和载体的安全性。
目前,最常用的基因载体有病毒载体和非病毒载体。
病毒载体包括腺病毒、腺相关病毒、退化性噬菌体等,而非病毒载体则包括质粒、脂质体和纳米颗粒等。
在基因载体构建过程中,可以通过以下技巧来提高基因传递效率和稳定性:首先,需要选择适当的启动子。
启动子是基因表达的关键调控元素,可以控制外源基因在目标细胞中的表达水平。
选择适当的启动子可以确保基因表达的持久性和稳定性。
常用的启动子包括强启动子CMV、U6和EF1α。
其次,选择正确的调控序列也是非常重要的。
调控序列可以在特定条件下调控外源基因的表达。
例如,可以使用组织特异性启动子来实现特定组织中的基因表达,或者使用诱导型启动子来在特定时间点上调控基因表达。
此外,基因序列的优化也是基因载体构建中不可忽视的一环。
基因序列的优化可以提高外源基因的表达水平,增强治疗效果。
在优化基因序列时,可以根据目标细胞的转录和翻译机制进行改造,如合成一些稳定性更高的RNA序列,优化启动子和终止子的结构等。
另外,合理选择适当的转染方法也是基因治疗中不可忽视的一部分。
转染是将基因载体导入目标细胞的过程,正确选择转染方法可以提高基因传递效率和稳定性。
常用的转染方法包括电穿孔、化学转染和病毒介导转染等。
选择合适的转染方法需要考虑载体的稳定性、目标细胞的易感性以及产生的毒性。
最后,检测和验证基因载体的稳定性和功能也是基因载体构建中的重要环节。
通过PCR、传代实验和蛋白质表达分析等技术手段进行验证,确保基因载体的稳定性和功能的正常发挥。
遗传疾病及基因治疗技术研究进展

遗传疾病及基因治疗技术研究进展随着科技的不断进步和发展,人们已经可以对一些遗传疾病提供有效的治疗手段,其中最为重要的技术之一是基因治疗技术。
基因治疗技术可以通过编辑人体的遗传信息,改善或治愈某些遗传缺陷导致的疾病。
在此,我们将从三个方面谈论遗传疾病及基因治疗技术研究的进展:遗传疾病的种类、基因治疗的方法以及现有治疗的局限性。
遗传疾病的种类人类的遗传信息包含大约2万5千个基因,每个基因都有自己的特定功能。
当这些基因中的某个出现突变时,就可能导致遗传疾病的发生。
遗传疾病可以分为几种:单基因遗传病、染色体异常疾病、复杂遗传性疾病等。
单基因遗传病是由单个基因突变所致,如囊性纤维化、遗传性耳聋等;染色体异常疾病包括唐氏综合症、爱德华氏综合症等,都是由染色体异常所导致的;复杂性遗传性疾病则是受多个基因和环境因素的影响共同作用所导致的疾病,如糖尿病、类风湿性关节炎等。
基因治疗的方法在基因治疗的过程中,经常使用的方法是通过编辑人体的遗传信息来改变细胞的功能。
目前基因治疗的主要手段包括:替换缺陷基因、降低突变基因的表达以及将正常基因导入细胞中。
替换缺陷基因替换缺陷基因的方法是将一份完整的基因序列导入到遗传缺陷所在的细胞中。
这种方法在治疗囊性纤维化、免疫缺陷等单基因遗传疾病中已经获得了成功。
降低突变基因的表达另一种常用的基因治疗方法是降低突变基因的表达,这可以通过RNA干扰和锁核酸等技术实现。
RNA干扰是通过合成一段特定的RNA,使其能够与靶细胞中的某个基因相结合,从而抑制其表达。
这种技术广泛用于治疗癌症、免疫缺陷等疾病。
锁核酸技术则是通过绑定并拦截某个患者体内的RNA,从而阻止其产生对人体有害的蛋白质。
将正常基因导入细胞中将正常基因导入细胞中的方法,是先将正常基因导入载体中,再将载体运输到患者体内,从而将正常基因引入体内。
这种方法常常用于补充酶缺乏等疾病,如苯丙酮尿症的治疗。
此外,导入正常的基因也可以被用来进行一些潜在的癌症基因治疗研究。
生物学中新型基因治疗技术的研究

生物学中新型基因治疗技术的研究随着生物学研究的深入,人们对于人类基因的认识越来越深刻。
而基因治疗是一种新型的治疗方式,可以针对人体内发生的基因突变和相关疾病进行治疗。
与传统的药物治疗相比,基因治疗不仅具有更为精准的疾病治疗效果,也更为安全、可持续。
基因治疗技术主要分为基因替代与基因编辑两种,前者是通过人为给予正常基因来替换体内病变基因,而后者则是直接对体内基因进行修饰和编辑。
这两种技术的共同目标是通过对DNA分子的修改,从而达到治疗疾病的效果。
目前,在疾病治疗的领域中,基因治疗已经成为一个热门的研究方向。
一些常见的神经系统疾病如帕金森病、阿尔茨海默病、脑源性肌萎缩侧索硬化症等,都有基因治疗的研究进展。
此外,在肿瘤治疗领域中,基因治疗也是一个重要的研究方向。
基因替代的技术中,载体的选择是至关重要的一步。
目前较为常用的载体有病毒载体和质粒载体。
其中,病毒载体可以直接将人为合成的正常基因注入到病人体内,使得人体内大量表达新基因。
而在质粒载体中,人为质粒与人体细胞核内DNA分子重组后,可以使人类基因进行替代,从而达到治疗疾病的效果。
不过,在基因替代中,治疗效果的可靠性是需要保证的。
现阶段的研究中,人为合成的基因通常采用了优化后的技术来确保其足够稳定可靠。
同时,各种先进的分子手段也被应用于紧密监测基因治疗的效果,以保证患者的安全和治疗效果。
基因编辑技术主要通过利用特定蛋白质的可靠性切割,直接对人类DNA分子进行修改和编辑。
基因编辑技术的优势在于其可以在一定程度上实现对哪些基因进行编辑的自由控制。
这也意味着对于一些不同的疾病,基因编辑技术可以实现更为精准的治疗调控。
不过,基因编辑技术也面临着一些挑战。
最为严峻的挑战来自安全性问题。
基因编辑技术可以实现对特定基因的删除、修改和添加,但是在这些过程中,也有可能对身体其他基因或者其他重要分子进行意外的修改。
这些突发情况可能给人体带来严重的损伤,所以实际研究中,人们需要充分保障安全性应对可能产生的负面效果。
病毒在基因治疗中的应用

病毒在基因治疗中的应用
病毒在基因治疗中扮演着极为重要的角色,这种治疗方法以其独特的优势逐渐受到关注和认可。
基因治疗是一种新型的治疗方法,通过植入或修复受损基因,来治疗各种疾病。
而病毒作为一种传染性的病原体,可以帮助基因有效地传送到宿主细胞内,使得基因治疗的效果更加显著。
病毒在基因治疗中被改造成为载体病毒,以便将治疗所需的基因材料传送到患者的细胞中。
最常用的基因疗法病毒载体包括腺病毒、适粒子和其他一些受过基因工程改造的病毒。
这些病毒具有很高的转染效率,可以有效地将基因携带物送达到宿主细胞内,使得基因治疗的效果更为显著。
病毒在基因治疗中的应用极大地拓展了治疗范围。
通过基因治疗,一些遗传性疾病或难以治愈的疾病得以更好地控制。
例如,腺病毒载体被广泛用于治疗囊性纤维化等疾病,适粒子被用来治疗癌症和一些罕见病。
病毒作为载体,可以很好的将治疗基因送达到需要的部位,有助于精准的治疗疾病。
尽管病毒在基因治疗中有着许多优势,但也存在一些挑战和风险。
如病毒具有传染性,生物安全性是一个需要高度重视的问题。
因此,需要对病毒进行精准的工程改造,以确保其安全性和有效性。
此外,免疫系统的抗病毒反应也是一个需要面对的挑战,需要找到方法减缓或规避免疫系统的攻击。
总的来说,病毒在基因治疗中的应用为治疗一些难以治愈或罕见疾病提供了新的途径。
随着基因治疗技术的不断发展,病毒作为载体的应用也会更加广泛。
然而,还需要进一步深入研究和探索,以解决各种挑战,使得病毒基因治疗更加安全和有效。
重组病毒载体研究进展

( ) 用 脂 质 体 作 为 转 染 介 质 构 建 人 VE 3采 GF基 因 r AD载体 , 大提 高 了 转染 效 率 ] 极 。分 裂期 细 胞 和
静止期 细 胞 。但 外 源 基 因 表达 水平 低 , 易诱 发 机体 产生 免疫 反应 ; 2代 腺 病 毒 载 体 进 一 步 去 除 了 部 第 分或 全部 的 E 2基 因或 E 4基 因 , 除 了产 生复 制 型 消
为 由病 毒介导 的基 因表 达 提供 了更 为安全 可靠 的载
WT C — P的衣 壳蛋 白 中插入 一 个 P C — / SGF y S B的抗 原表 位 , 壳修 饰性 腺病 毒研 制 的多疫 苗接 种 后 , 衣 可
大 幅提 高小 鼠的抗 疟 疾 水 平 , 得 腺 病 毒 介 导 的基 使 因表 达 的 时 问 明显 延 长 。E i b t ] l a eh等 系 统 地 探 z
1 腺 病 毒 载 体
不 同类 型血 清型 获得 ; 除 AD载 体与 c 消 AR结合 进
入 细胞 内 的通路 ; 与 靶 细 胞 表 面特 异 性 受 体 选 现 能
有 的腺 病毒 大致 可分 为 3代 。第 1代腺 病毒 载 体 主
要 通过 去 除 E 、 3区而 获 得 , 转 染 分 择 性 结 合 。 1E 可
体渠 道 , 制 能 高 效 转 移 基 因 、 达 高 度 组 织 特 异 研 表 性、 精确 控制 表 达 的病 毒 载 体 迫 在 眉 睫 。利 用 病 毒
载 体可 治疗 一些 特 殊疾 病 , 时探 索 病 毒 载 体 所 面 同 临 的安 全性 和毒性 问题 l 。 目前研 究 最多 的 主要有 _ l J
腺 病毒 载体 、 伪狂 犬 病 毒 载 体 、 病 毒 载体 、 痘 病 慢 鸡 毒 载体 、 5型 腺 病 毒 载体 等 。理想 的病 毒 载 体 在 人 基 因治 疗 、 疫苗研 制 、 疫病 防控 等领 域 的贡献 不可 估
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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。