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暨南大学生物化学讲义-第二十二章基因诊断与基因治疗(3)

暨南大学 /2011-11-25

    另外值得一提的是“自杀基因”的应用。某些病毒或细菌产生的酶能将对人体无毒

或低毒的药物前体,在人体细胞内一系列酶的催化下转变为细胞毒性物,从而导致细胞

死亡。如果将这种基因转导肿瘤细胞,该基因表达产物即可催化无毒性的药物前体转变

成细胞毒物质,从而杀死肿瘤细胞。而正常细胞不含这种外源基因,故不受影响。由于

携带该基因的受体细胞本身也被杀死,故称这类基因为“自杀基因”。常用的有单纯疮

疹病毒胸音激酶(HSV-TK),大肠杆菌胞喷保脱氨酶(EC-CD)等。

    基因治疗的策略较多,不同的方法在实践中各具优缺点。基因治疗也由最初单基因

遗传病的治疗,发展到对肿瘤、心血管疾病和感染性等疾病的治疗。

 

                     二、基因治疗的基本程序

    基因治疗融合了分子生物学和细胞生物学技术,其基本过程可概括如下。

    (-)治疗性基因的选择

    选择对疾病有治疗作用的特定目的基因是基因治疗的首要问题。对于单基因缺陷的

遗传病而言,其野生型基因即可被用于基因治疗,如选用腺着脱氨酶(adenosine deami-

nase,ADA)基因治疗ADA缺陷导致的重症联合免疫缺陷综合征(Severe combined immuodeficiency  disease ,SCID)。而对于血管栓塞性疾病,可选用血管内皮生长因子(VEGF)基因,以刺激侧支循环建立,改善梗阻部位的血液供应。选用特定的反义核酸封闭细胞内活化的原癌基因(如erb B2)的表达,则可能抑制肿瘤生长。

    (二)基因载体的选择

    目前使用的有病毒载体和非病毒载体两大类。基因治疗的临床实施中,一般多选用

病毒载体。目前被用作基因转移载体的病毒有逆转录病毒(retro-virus,RV)、腺病毒

(adeno-virus,AV)、腺相关病毒(adenoassociated virus,AAV)等,在实际应用中各有优缺点,现将几种常用病毒载体的主要特点归纳如下。

     

 

 

    (三)靶细胞的选择

    根据受体细胞种类的不同,基因治疗分为体细胞的基因治疗和生殖细胞的基因治疗

两大类。一般而言,无论何种细胞均具有接受外源DNA的能力。出于安全性和伦理学

的考虑,目前基因治疗禁止使用生殖细胞,仅限于使用体细胞。已被应用的靶细胞有淋

巴细胞、造血细胞、上皮细胞、角质细胞、内皮细胞、成纤维细胞、肝细胞、肌细胞和

肿瘤细胞等。

    (四)基因转移(gene transfer)

                                                                                                                                                                                                                                                        如何有效地将外源治疗性基因导人受体细胞,是基因治疗研究中的一个重要环节。

  在体外实验研究中,将基因导人哺乳动物细胞的方法有两类:一类是非病毒介导的基因

  转移;一类是病毒介导的基因转移。非病毒介导的基因转移方法包括物理的和化学的方

  法等。物理方法有显微注射、电穿孔、DNA直接注射法和基因枪技术等。化学方法有

磷酸钙沉淀法、DEAE一葡聚糖法。脂质体介导的基因转移等。但在基因治疗的临床实施

  中,以病毒载体为主。这在“基因载体”中已作了介绍。

      在人类基因治疗实施中导入基因的方式有两种:一种是间接体内疗法(ex vivo),即

在体外将外源基因导人靶细胞内,再将这种基因修饰过的细胞回输病人体内,使带有外

源基因的细胞在体内表达相应产物,以达到治疗的目的。其基本过程类似于自体组织细

胞移植。另一种是直接体内疗法(in vivo),即将外源基因直接导人体内有关的组织器官,

使其进入相应的细胞并进行表达。

    (五)外源基因表达的筛检

    在体外培养细胞中,基因转染效率很难达到100%,故需利用载体中的标记基因对转染细胞进行筛选。在较多的表达载体中都有neo’(neomycin resistance )标记基因存在,若

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