癌癥基因治療

1、論文題目：癌癥基因治療學(xué) 院：國際文化教育學(xué)院年 級：2010級專 業(yè)：生物技術(shù)姓 名：戚詩詩學(xué) 號：20106173 2013 年 12 月 15 日摘要：癌癥，亦稱惡性腫瘤，為由控制細(xì)胞生長增殖機制失常而引起的疾病。癌細(xì)胞除了生長失控外，還會局部侵入周圍正常組織甚至經(jīng)由體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)或淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到身體其他部分。癌癥的基因治療是近幾年癌癥治療的新突破，本文主要應(yīng)用引入抗癌基因的基因治療，基因修飾細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤治療等方法來對癌癥進行治療。關(guān)鍵詞：基因治療；癌癥；抗癌基因；細(xì)胞介導(dǎo)Abstract:Cancer,also known as malignant tumor,citing contr

2、ol cell proliferation mechanism disorder caused by the disease.Cancer cells in addition to grow out of control, also partial invade the surrounding normal tissues even via circulating system or the lymphatic system is transferred to the rest of your body. Cancer gene therapy is a new breakthrough of

3、 cancer treatment in recent years, this paper mainly introduced cancer gene in gene therapy, gene modified cell mediated tumor treatment gene therapy for cancer treatment.Keywords: gene therapy；cancer；cancer gene；cell-mediated1、 基因治療的概述 基因治療就是應(yīng)用基因工程技術(shù)治療遺傳性疾病1。從理論上看，基因治療有兩個基本策略2。（一）原位修復(fù)有缺陷的基因。這破難進行，因

4、為在專一性的基因位點進行定位重組十分復(fù)雜，現(xiàn)有的手段難以完成。（二）基因替代治療法。即將有功能的正常基因轉(zhuǎn)移到疾病細(xì)胞或個體基因組中，轉(zhuǎn)入的基因能正常表達(dá)，從而補充缺失的或失去正常功能的酶或蛋白質(zhì)，是機體正常生理功能得以恢復(fù)。基因替代療法是人們研究的重點，并進行了許多體外和動物實驗工作。1982年，Spradling和Rubin3利用果蠅的轉(zhuǎn)座順序P因子連接上目的基因，引入變異的白眼胚胎，結(jié)果成蠅的眼睛又恢復(fù)為紅色。稍晚些時候，美國賓洲大學(xué)Brinster4等和西雅圖大學(xué)Palmiter5等，利用顯微注射技術(shù)先后將大鼠和人的生長激素結(jié)構(gòu)基因注入小鼠的受精卵，成功地構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因小鼠，使外源基因在

5、小鼠體內(nèi)表達(dá)并發(fā)揮作用。這是最早而又較為成功的幾個實驗，為基因治療的可能性提供了有力證據(jù)。2、 癌癥基因治療的方法1.導(dǎo)入抑癌基因的基因治療 正常的細(xì)胞癌變過程可以歸納為一系列正常基因的突變或異常的過程。兩個基因中只要有一個有功能就可以抑制正常細(xì)胞的癌變過程，而在癌癥患者中常常兩個一癌基因都缺失或突變，因而將正常腫瘤抑制基因?qū)爰?xì)胞中來代替由于缺失或突變而失去功能的基因，以一直腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、生長，逆轉(zhuǎn)其惡性表型是當(dāng)前癌癥基因治療的熱點。目前用于基因治療的一癌基因主要有p53,p21,p16,Rb,p27等。1.1 p53基因 P53基因是癌癥的基因治療中最為常用的腫瘤抑制因子。當(dāng)細(xì)胞中的DN

6、A收到損傷時，p53基因被激活后，p53蛋白結(jié)合并誘導(dǎo)下游靶基因表達(dá)，如果細(xì)胞受損過重，則走向程序性死亡或凋亡，否則是細(xì)胞停止生長以便進行DNA修復(fù)，在50%以上人類腫瘤中存在p53基因的突變，野生型的p53突變而失去其對細(xì)胞周期的調(diào)控功能，則允許DNA受損的突變細(xì)胞進入細(xì)胞周期進行細(xì)胞增殖，使細(xì)胞周期失去關(guān)卡的調(diào)節(jié)作用，同時失去野生型的p53將降低細(xì)胞的凋亡6。由于p53基因在調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和生長的過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，野生型的p53誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用對于腫瘤的治療時很有意義的，p53基因的替代治療成為研究的焦點。 盡管單獨導(dǎo)入p53基因在腫瘤的基因治療中發(fā)揮重要作用，p53基因與傳統(tǒng)的

7、放療和化療相結(jié)合仍是抗腫瘤的有利手段。P53的基因突變似乎與多種藥物誘導(dǎo)的DNA損傷有關(guān)。由于p53基因突變或缺失與腫瘤的化療敏感性下降有關(guān)在那些缺乏的細(xì)胞系中，恢復(fù)野生型的p53功能可能使其恢復(fù)化療敏感性7。腫瘤細(xì)胞內(nèi)p53的表達(dá)對放療的敏感性也有影響。將人HPV16E6 基因轉(zhuǎn)入人二倍體成纖維細(xì)胞該基因可結(jié)合并失活p53基因，結(jié)果導(dǎo)致這些細(xì)胞的放療耐受。1.2 p21基因 p21最初克隆時是作為p53基因的轉(zhuǎn)錄激活產(chǎn)物，它廣泛地抑制各種CYCLIN - CDK復(fù)合物，使Rb蛋白不能磷酸化，從而使細(xì)胞生長停滯，細(xì)胞周期停滯在G1期，p21蛋白的C末端與DNA聚合酶D演進因子) 增殖細(xì)胞核抗原

8、( PCNA)結(jié)合，影響DNA的復(fù)制，p21基因在細(xì)胞損傷時，作為p53基因的下游中介因子，導(dǎo)致細(xì)胞停止在G1期，使細(xì)胞有時間對損傷的DNA進行修復(fù)，從而維持細(xì)胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性8。在p53- / -的細(xì)胞中，TGF- B等一些生長因子也可誘導(dǎo)p21的表達(dá)，表明p21基因參與細(xì)胞的功能，也可不依賴p53基因9。p21是p53下游的重要基因，介導(dǎo)生長抑制功能，因此在基因替代治療中成為一個重要的抑癌因子而被廣泛研究。1.3 p16和Rb基因 p16基因編碼的蛋白是細(xì)胞周期蛋白D- CDK4和CDK6復(fù)合物的抑制因子10。參與G1期末Rb蛋白的磷酸化，Rb蛋白Rb基因編碼的細(xì)胞核內(nèi)的磷蛋白，起磷酸化

9、水平與細(xì)胞周期調(diào)控有關(guān)，低磷酸化型的Rb蛋白與E2F結(jié)合成復(fù)合物，使E2F處于非活化狀態(tài)，Rb蛋白被cyclinD1- CDK4磷酸化后，與E2F解離，游離的E2F激活一系列促使細(xì)胞進入S期并進行DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)表達(dá)，細(xì)胞進入S期11。也就是說，p16蛋白對細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)是通過對Rb蛋白的磷酸化實現(xiàn)的。p16基因失活在多種腫瘤細(xì)胞中可見，其失活方式有：突變、缺失和甲基化12。 Rb基因是最早發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，其突變和缺失除可見于視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤外，在骨肉瘤、肺癌、乳腺癌等腫瘤中也可檢測到。 p16基因和Rb基因在細(xì)胞周期中的重要的調(diào)節(jié)作用和其與腫瘤發(fā)生的密切關(guān)系使其成為基因治療中不可忽視的侯

10、選基因。1.4 p27基因 p27基因最初是在TGF-B和細(xì)胞接觸引起生長抑制的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的，p27蛋白與cylinE- CDK2和cyl-inA-CDK2復(fù)合物結(jié)合并抑制它們的活性，Alessandro等將p27cDNA質(zhì)粒轉(zhuǎn)染正常的乳腺上皮細(xì)胞系和乳癌細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)p27的表達(dá)均能夠使這兩個細(xì)胞系的G1期延長，倍增時間增加，飽和密度減小，接種率下降。在乳癌細(xì)胞系中，非依賴生長和裸鼠的成瘤能力均下降，這些與兩個細(xì)胞系中cyclinE相關(guān)激酶活性降低有關(guān)13。用Ad- p27感染乳癌細(xì)胞系時，誘發(fā)了腫瘤細(xì)胞的凋亡。Hirofumi等將外源性p27引入結(jié)腸癌細(xì)胞系中研究生長和分化的變化，發(fā)生在cy

11、clinE-CDK2復(fù)合物中p27蛋白增加，引起結(jié)腸癌細(xì)胞生長抑制14。上述研究證明，p27不僅能夠抑制腫瘤的生長。而且誘發(fā)凋亡，提高細(xì)胞的分化能力，在腫瘤細(xì)胞中我們既可以導(dǎo)入外源p27，也可使用藥物誘發(fā)內(nèi)源p27的高表達(dá)，這些為腫瘤的基因治療開創(chuàng)了美好的前景15。2. 基因修飾細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤治療 影響腫瘤基因治療效果的主要障礙是缺乏一個安全有效且穩(wěn)定的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，而有效的基因治療也必須根據(jù)目的基因的選擇靶細(xì)胞特性及腫瘤發(fā)生的類型和發(fā)展的階段等進行。2.1 免疫基因修飾的腫瘤細(xì)胞疫苗惡性腫瘤細(xì)胞，只有在逃避正常的生長控制及宿主自身的免疫識別的條件下才能最終形成腫瘤。腫瘤細(xì)胞逃避免疫識別的機制

12、有以下幾種情況：MHC和分子的低表達(dá)或不表達(dá)；缺乏共刺激信號；腫瘤抗原提呈細(xì)胞加工處理抗原能力不足；T細(xì)胞和抑制細(xì)胞的誘導(dǎo)信號傳遞分子的喪失16。2.2 基因修飾的淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤治療 淋巴細(xì)胞有外周血淋巴細(xì)胞(PBL)和腫瘤浸潤淋巴細(xì)(TIL)，它作為基因治療的靶細(xì)胞具有許多優(yōu)點：能大量獲得一般情況下每克腫瘤組織可分離106個TIL細(xì)胞；可有效地被外源基因轉(zhuǎn)導(dǎo)；體外基因修飾的淋巴細(xì)胞回輸人體后，可繼續(xù)存活。2.3 基因修飾的造血干細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤治療造血干細(xì)胞被認(rèn)為是基因治療中最有發(fā)展前景的靶細(xì)胞，其優(yōu)勢在于17：造血干細(xì)胞無論在骨髓內(nèi)還是在循環(huán)血中，目的基因產(chǎn)物都能通過血循環(huán)而到達(dá)靶器官；

13、造血干細(xì)胞具有自我更新能力，目的基因?qū)朐煅杉?xì)胞后，如果能長期表達(dá)，病人可終生受益；造血干細(xì)胞具有定向分化能力，其分化細(xì)胞可隨血液循環(huán)分布到全身，有利于其所攜帶的外源基因更大限度地發(fā)揮治療作用；近年來，造血干細(xì)胞分離純化技術(shù)，體外培養(yǎng)技術(shù)以及移植技術(shù)日趨成熟，為造血干細(xì)胞在腫瘤基因治療中的應(yīng)用提供了技術(shù)保證。三、腫瘤的基因治療的問題與展望近十年來，在腫瘤的基因治療方面，人們進行了大量的動物實驗研究，并且開展了1期或2期臨床試驗。在美國和歐洲已有數(shù)百例患者接受了這種基因治療，雖然部分病例顯示了療效，但總的看來，對腫瘤的治療效果并不十分令人滿意，人們對這種基因治療持謹(jǐn)慎態(tài)度。目前，基因修飾細(xì)胞介

14、導(dǎo)的腫瘤基因治療的主要問題有TAA的免疫原性較低，MHC基因表達(dá)不規(guī)則，共刺激信號分子和細(xì)胞因子缺乏足夠的表達(dá)和分泌，以及如何將外源基因可控、穩(wěn)定地定位到腫瘤所在區(qū)域等18。盡管存在上述問題但隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，人們對腫瘤發(fā)生機制和免疫應(yīng)答本質(zhì)的了解不斷深入，基因修飾細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤基因治療將成為安全、實用的治療腫瘤的有效方法。 文獻：1Youssef CK.et al,Vaccine 315(2013)G51-G572俞民謝等，醫(yī)學(xué)分子遺傳學(xué)，第1版，科學(xué)出版社，1990：4913Spradling AC.et al, Science 1982:218:3414Pulmiter RD.e

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