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基于四环素调控系统的病毒载体在基因治疗中的应用



全 文 :·综述与专论·
生物技术通报
B IO TECHNOLOGY BULL ETIN 2009年第 10期
基于四环素调控系统的病毒载体在基因治疗中的应用
张小男 1, 2 李玉霞 1 凌焱 1 梁龙 1 陈珊 2 陈惠鹏 1
(1军事医学科学院生物工程研究所 ,北京 100071; 2东北师范大学生命科学学院 ,长春 130000)
  摘  要 :  基因治疗已经发展成为处理各种疾病的理想治疗模式。病毒载体是将基因递送到体内或体外的分裂和非分
裂细胞的有效工具。病毒载体基因治疗在临床环境成功应用的一个重要问题是严谨和持续地调控基因表达。目前 ,已经报
道的无毒且严谨的调控转基因表达系统中 ,四环素转录调控系统是在体内和体外研究最好而且高效的调控系统。Tet调控系
统已经被编码在慢病毒属、腺病毒属、腺相关病毒属和逆转录病毒属 ,而且可以有效地对基因进行调控。将主要讨论已经在
Tet调控系统调控下递送基因的主要载体系统及其在基因治疗上的应用。
关键词 :  四环素 Tet系统 病毒载体 基因治疗 基因开关
Tetracycline2regulated System s Based on the
Viral Vector for Gene Therapy Applications
Zhang Xiaonan1, 2 L i Yuxia1 L ing Yan1 L iang Long1 Chen Shan2 Chen Huipeng1
(1 B eijing Institute of B iotechnology, the Academ y of M ilieary M edical Sciences, B eijing 100071;
2 N ortheast N orm al University School of L ife Sciences, Changchun 130000)
  Abs trac t:  Gene therapy has evolred into a p rom ising therapeutic modality to treat and manage a diverse array of diseases. V iral
vectors are efficient vehicles for the delivery of genes to both dividing and non2dividing cells in vitro and in vivo. One of the key issues
in imp lementing viral vectors gene therap ies successfully in the clinical setting is to be able to regulate gene exp ression tightly and con2
sistently. Recently, non2toxic, tightly regulated control of transgene exp ression has been reported, and the tetracycline2dependent tran2
scrip tional regulatory system is one of the best studied system s with p roven efficacy in vitro or in vivo. The Tet regulatory system has
been encoded within lentiviruses, adenovirus, adeno2associated viruses, and retroviruses, yielding successful gene regulation. Main vector
system s that have been used for genes transfer under regulation of the Tet system s in gene therapy were discussed.
Key wo rds:  Tetracycline Tet system s V iral vectors Gene therapy Gene switch
收稿日期 : 2009205231
作者简介 :张小男 (19832) ,女 ,吉林省吉林市人 ,在读硕士 ,研究方向 :微生物基因组学 ; E2mail: zhxn1984@126. com, Tel: 010266948844
通讯作者 :陈惠鹏 (19632) ,男 ,研究员 ,博导 ,主要从事生物技术药物及相关工作 ; E2mail: ChenHP@ nic. bm i. an. cn  基因治疗 ( gene therapy)是通过使用病毒或非病毒基因递送系统向靶细胞引入正常且有功能的基因 ,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。基因治疗需要高效的治疗基因递送系统并可以有效调节其表达 [ 1 ]。而基因治疗在临床上成功应用的一个关键问题是是否能严谨性 ,持续性 ,时效性调节基因的表达。目前很多调节系统发展不完善 ,其中存在的诱导转录调控系统中 ,Tet调控系统是应用最广的控制基因表达的工具 ,具有如下优点 :首先 , Tet调节系统通过使用细胞特异启动子可以调节目的基因在靶组织表达 ;另外 ,这 个系统对哺乳细胞来说没毒性 ,而且对细胞其它代谢途径没有多效性。Tet调节系统已经应用于构建慢病毒属 ,腺病毒属 ,高容量辅助腺病毒属和逆转录病毒属的基因治疗载体 ,并能有效地调控基因表达。目前对基因治疗的挑战是达到一个短期或者长期的安全性 ,包括了解调控基因表达系统的使用 ,评价病毒载体和调节系统调控转基因表达的高效性和安全性以及对宿主的免疫影响。这对慢性疾病来说是关键的 ,用调节的方法复活和沉默治疗基因将有效地减轻疾病的循环症状 ,而且避免由这些基因过表达引起的副作用。
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生物技术通报 B iotechnology B u lle tin 2009年第 10期
利用 Tet调控系统临床基因治疗 ,通过外援性
药物的给入对治疗基因的表达进行开关 ,可以成功
并有效地改善病人的症状。综述了利用病毒载体设
计 Tet调节系统及其调控效果和这些病毒载体递送
系统在基因治疗临床上的应用。
1 依赖于四环素调节的基因表达系统
最先对 Tet调控表达系统的研究出现在原核细
菌 Escherich ia coli,此后 , Tet开关系统成为有效及
普遍的调控转基因表达工具。
1. 1 Tet调控系统的组成
四环素调控系统 ( Tet2off /Tet2on ) 是建立在
E. coli的 Tn10四环素抗性操纵子基础之上。两种系
统都是靠四环素及其衍生物强力霉素 (Doxycycline)
来驱动目的基因转录关闭 ( tTA或者‘Tet2off’sys2
tem )或者转录开启 ( rtTA或者‘Tet2on’system )。该
系统由 Tet反应性元件 TRE ( tetracycline responsive
element)及 Tet调节蛋白 ( tTa, rtTa)两部分组成。
TRE由 7个拷贝的细菌四环素操纵子序列 ( Tet op2
erator DNA sequence, TetO )插入到最小巨细胞病毒
启动子 (m inimal cytomegalovirus p romoter, Pm inCMV )上
游组成。 Tet2off调控组分 tTA ( tet2controlled tr an2 scrip tional activator)由大肠杆菌的四环素阻遏蛋白( Tet rep ressor p rotein, TetR )和人类单纯疱疹病毒(HSV)蛋白 VP16 (herpes simplex virus virion protein16)构成融合蛋白。Tet2on调控组分 rtTA ( reverse tet2controlled transcrip tional activator)是 tTA四个氨基酸的突变所得的突变体 ,使得 tTA与 rtTA的表型和功能完全相反。此系统中 tTA和 rtTA ( tetR和 rtetR部分 )有与 TetO相互作用的特异性 , VP16转录活化因子又具有转录激活潜能。该系统的耐用与高效性不仅体现在不同起源的培养细胞中 ,而且也体现在所有有机体中 ,包括酵母、果蝇、两栖纲和哺乳动物 [ 2 ] 。1. 2 Tet调控系统的调节形式最初构建的 Tet2off调控系统的调控形式为 ,在没有四环素 ( Tc)或其衍生物强力霉素 (Dox)的情况下 ,调控蛋白 tTA能够与反应元件 TRE结合并促进后基因的转录 ;在存在 Tc或 Dox的情况下 , tTA脱离 TRE而关闭后基因的转录。 rtTA具有与 tTA相反的活性与功能 :没有 Dox时 , rtTA不与反应元件TRE结合 ,基因转录被抑制 ;加入 Dox, rtTA可与反应元件 TRE结合 ,目的基因得到表达 (图 1)。
图 1 Tet调控系统的调节形式
  四环素调控系统的成功构建为基因的可诱导表
达提供了一套有力的工具。尤其是 Tet2on系统具有
更高的灵敏度 ,但是它依然存在不少缺点。例如 ,
Stefanie等在细胞和小鼠的试验中发现 rtTA的一些
不足 ,如完全激活 Tet2on系统中的启动子需要小鼠
体内 Dox的浓度达到 1~2μg/m l,但血脑屏障的作
用使 Dox在脑组织中很难达到这个浓度 [ 3 ] ,限制了
Tet2on系统在脑组织中的使用。当不存在 Dox诱导
时 , rtTA蛋白和 TetO有基础结合能力 [ 4 ] ,导致目的
基因的基础表达值比较高 ,这些不足之处在一定程
度上限制了 Tet2on系统的应用。因此 ,人们一直在
进行着 Tet2on系统的改造工作。在降低系统基础表
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2009年第 10期 张小男等 :基于四环素调控系统的病毒载体在基因治疗中的应用
达水平方面 , U rlinger等 [ 3 ]筛到 rtTA的几种突变体 ,
其中 rtTA2S2、rtTA2M2、rtTA2S2M2等突变体不仅基
础表达活性有所降低 ,并且诱导表达能力也有所增
强 ,尤其是 rtTA2S2M2表现出对 Dox高度敏感 ,只需
0. 1μg/m l就可以被完全激活 ,较其它突变体敏感
10倍 [ 3, 6 ]。另一个降低四环素系统低基础表达的办
法是添加 tTSKid (转录沉默蛋白 ) [ 5 ] ,体外试验证明 ,
tTS作用报告基因的基础表达降低了 1 000倍 ,而且
tTSKid没有显著影响报告基因的最大表达量 [ 7, 8 ]。一
个 rtTA2S2M2反式作用子与 tTSKid抑制成分组成了
四环素反应启动子的多组分调控开关 ,已经在小鼠
和灵长类中高效并严谨地调控转基因的表达 [ 9, 10 ]。
Lamartina[ 9 ]和同事设计的包含 rtTA2S2M2和 tTSKid
成分的调控系统 ,在缺乏 Dox时血清碱性磷酸酶基
因表达量完全可以忽略 ,有 Dox时表达量提高 1 000
倍 ,而且提高了系统对 Dox的灵敏度。这样新型的
转录调节开关有利于严谨调控转基因表达 ,推进在
基因治疗上应用的进程。
1. 3 Tet2on与 Tet2off比较
Tet2on和 Tet2off是两个互补的系统 ,适当改良
后都能有效地调控转基因表达。虽然 Tet2off系统
比 Tet2on系统对 Dox更敏感 ,但 Tet2off的一些特征
使其不适用于基因治疗。Tet2off系统的诱导依靠
Dox的药理学排出 ,过程缓慢 ;相反 , Tet2on系统具
有正向调控性 ,细胞和组织摄取 Dox要比清除它快
得多 ,因而在激活目的基因的反应速率方面 , Tet2on
系统要比 Tet2off系统迅速。此外 Tet2off系统需要
Dox持久性给药来抑制基因表达 ,持续的高水平抗
生素在体循环可能导致其他的并发症 ,如病人对四
环素衍生物的耐受性增加或者产生不良副作用等。
因此 ,新型的 Tet2on系统在基因治疗临床环境上更
吸引人 ,因为它不需要诱导剂持续的给药而且可以
只有当需要时才打开开关。然而 ,选择最佳的 Tet
调节系统将取决于疾病的病原性和病因学。
1. 4 Tet2on与其它调控表达系统的比较
Tet2on系统与其他调控基因表达系统相比具有
很多优点 :在临床环境诱导物使基因活化的剂量无
毒 ,安全度很高 ,可以很快的代谢进而从体内清除 ,
这使它成为快速表达 ,长期表达和快速降低转基因
表达的理想药物。依赖于四环素和类固醇激素的调
节系统是目前应用最广的调节系统 , Molin等 [ 11 ]已
经对比过这两种系统 :用 Tet2on调节系统或者米非
司酮调节系统调控腺病毒载体表达氯霉素乙酰转移
酶 (CAT)基因。两种系统都严谨调控 CAT报告基
因的体外表达 , Tet2on调控系统的基因表达量约 1
800倍 , RU486调控系统的表达量约 600倍。
虽然在体外米非司酮调控表达系统对诱导剂反
应更敏感 ,但在体内并没有研究证明。在瞬时转染
研究上把蜕皮激素调节系统与 Tet2on /Tet2off系统
进行比较 , Tet2on系统的最大活性高于其他所有调
节系统 ,但是在缺乏 Dox时报告基因基础活性也很
高 [ 12 ]。原因可能是试验中没有排除胎牛血清中有
四环素污染。目前 ,已经报道的新型的四环素调节系
统展现了高诱导能力和可以忽略的基础活性 [9, 10 ]。
2 在基因治疗应用上理想的 Tet2on调节系
统的特征
最佳的 Tet2on基因调控系统应该具备以下特
征 : (1)无四环素诱导剂时无基础活性 ; (2)加入或
去除诱导剂时做出快速的反应 ; ( 3)严谨的转基因
调节 ; (4)调控系统中的伴随元件有可忽略的细胞
毒性或者炎症反应 [ 13 ]。作为应用在基因治疗临床
上的调节系统 ,严谨的基因调控一定不能出现无诱
导剂时转基因被诱导和蛋白质被合成的情况。最近
出现的反式作用子 ,如 rtTA2S2M2在体内对基因表达
调控表现出众 [ 9, 10 ] ,反式作用子对诱导剂的高敏感性
使这种系统成为理想的调控系统。即使依赖于 Dox
的 Tet2on调控系统有应用前景 ,仍然需要进一步研究
来改良 Tet2on系统的功效和使抗生素副作用最小化。
3 四环素调控表达系统在基因治疗临床前
的应用
使用病毒载体或者非病毒载体都能达到基因治
疗的目标 :诱导治疗基因高效、稳定地在目的细胞中
表达 ,降低任何可能出现的毒副作用如炎症等。但
病毒可以容易得进入细胞并递送它们的基因物质到
靶细胞的细胞核 ,因此它们比非病毒载体更为高效。
应用最广泛的基因治疗病毒载体包括腺病毒载体
(Ad) ,腺相关病毒载体 (AAV ) ,单纯疱疹病毒 1型
载体 (HSV21) ,和逆转录病毒载体 (Rev) ,慢病毒载
体。四环素诱导型启动子元件已经被编码在这几种
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生物技术通报 B iotechnology B u lle tin 2009年第 10期
基因递送系统 ,而且已经应用于临床前动物模型中。
以下将讨论主要依赖于四环素诱导启动子的调控转
移基因的病毒载体系统。
3. 1 基于四环素调控系统的腺病毒基因治疗载体
已开发的腺病毒载体 ( adenoviral vectors)已有 4
代 ,第一代 Ad与 Tet2on调控系统被用于通过乳腺
癌细胞株来表达人类蛋白松弛肽的前体 Hh2, Hh2
在肿瘤迁移 ,附着 ,侵袭过程中起重要作用。这些体
外试验证明 ,加入诱导剂后使 Hh2表达增加 ,肿瘤
细胞转移 ,增殖能力增强 ,这套系统成为了研究哺乳
动物肿瘤生理学的新型工具 [ 14 ]。有试验将 Tet系
统的单一成分 (四环素反式作用子和四环素反应元
件 , TRE)分别构建在腺病毒载体上 ,融合土拨鼠肝炎
病毒转录后强化因子 (W PER) ,允许二元载体四环素
调控 Ad系统在低滴度时使用 ,低滴度仅引起一个很
小的炎症反应 ,而没有丢失转基因表达和调控转基因
表达的能力 [ 15 ]。这个调控系统有助于对神经基因功
能的研究和寻找有效的神经基因治疗策略。
最新构建的腺病毒载体删除了所有的致病基
因 ,进一步降低了免疫原性 ,被称为“高容量 ”腺病
毒载体 ( high2capacity adenoviral vectors)。因为 HC2
AD比第一代 Ad安全 ,调节开关构建在这些载体中
对在安全水平调控体内转基因表达十分重要。最早
应用于体内基因转移和表达研究的腺病毒载体设计
带有 rtTA2S2M2反式作用子和转录抑制物 tTSKid ,依
赖于 Dox严谨调控碱性磷酸酶报告基因的表达。肌
肉注射构建的 HC2AD载体到 C57 /B6和 Balb /C裸
鼠 [ 16 ] ,并添加 IRES确保由 CMV启动子驱动的 tTSkid
沉默基因的转录 ,加入诱导剂后在稳定的 HeLa细胞
株中的转基因表达水平提高近 100 000倍。应用 HC2
AD技术经 rtTA2S2M2 / IRES/ tTSKid构建的载体调节开
关诱导后 ,在纹状体中可产生β2半乳糖苷酶的强表
达而且在非诱导状态仅有可忽略的基础活性 [ 17 ]。
因此利用 HC2AD载体 ,设计编码特殊的亲神经
因子在 rtTA2S2M2反式作用子和转录沉默子相连的
调节开关控制下 ,严谨调控亲神经因子的基因表达
可能完成对帕金森疾病的基因治疗。
3. 2 基于四环素调控系统的逆转录病毒基因治疗
载体 ( retroviral vectors)
Xu等 [ 18 ]用逆转录病毒感染的方法成功构建一
个永生的可以分泌脑啡肽的鼠星形胶质细胞
( IAC)。 IAC在 Tet2on系统调控下可以开关前脑啡
肽原基因表达 ,提供一个进一步研究体外对慢性痛的
基因治疗的稳定细胞源。W ei等 [ 19 ]使用逆转录病毒
载体调控人血小板生成素 ( TPO)和荧光素酶的表达 ,
构建了重组逆转录病毒细胞株 RevTet2On3T3TPO和
RevTet2On3T3,加入 Dox时 , RevTet2On3T3产生的荧
光素酶活性高于基础值 20倍 , RevTet2On3T3产生
的 TPO表达量高于非诱导表达量的 23倍。RevTet2
on表达体系可以通过四环素或者其衍生物调控多
基因表达 ,为基因治疗提供有力的工具。
严谨调控治疗基因表达是基因治疗的关键。
Zeng等 [ 20 ]报道一个受 Dox诱导的逆转录病毒系
统 ,该系统可介导自杀基因在人类乳腺癌细胞株
MCF27和植入人类乳腺癌的裸鼠模型中表达。为使
自杀基因在调控下表达 ,同时使用 RevTRE /HSV tk
和 Rev/Tet2on来感染 MCF27细胞。感染后经 Dox
诱导 ,结果 MCF27细胞被停滞在 S期而且生长受抑
制 ;在移植的裸鼠中研究这个系统的体内抗肿瘤效
果 ,对比对照组 ,在肿瘤组织中 HSV tk mRNA水平显
著增长 ,肿瘤大部分缩小显著 ,经 Dox处理后肿瘤出
现坏死。研究结果预示由 Tet2on系统调控自杀基因
表达是治疗人类乳腺癌的可行办法。
3. 3 基于四环素调控系统的慢病毒基因治疗载体
慢病毒载体 ( lentiviral vectors)可以有效地将基
因转移到分化和未分化的细胞中而且可以长时间表
达。已经有试验证明慢病毒载体在许多哺乳细胞和
动物模型中成功转导和驱动基因的表达 [ 21 ] ,而且将
Tet2on和 Tet2off四环素调控系统分别构建到慢病毒
载体中 ,可以在体外 293细胞 [ 22 ] ,中枢神经系统活
体外细胞 [ 23 ]成功调节基因表达 ,在鼠模型体内用来
研究治疗亨廷顿病 [ 24 ]。
近来 , Pluta等 [ 25 ]通过改造四环素诱导的慢病
毒载体 ,不但本底表达减少 ,而且诱导效率高达 522
倍。H ioki等 [ 26 ]构建了新型的慢病毒载体 ,应用 Tet2
off系统调控 GFP的表达。将病毒注射到鼠新纹状
体内 , GFP在神经元特异表达而且高于普通慢病毒
载体基因表达量的 40倍 ,通过添加 GFP的靶向信
号 ,受感染神经元的神经突起有效可见。这些结果
预示目前的方法对调控基因转导和体内神经元的可
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2009年第 10期 张小男等 :基于四环素调控系统的病毒载体在基因治疗中的应用
视化具有参考价值。RNA干扰 (RNA i)常用于研究
哺乳动物癌细胞功能缺失 ,因此主要用来鉴定和确
认癌症药物的靶向 ,有研究已经构建受 Tet诱导的
单一慢病毒载体 shRNA 系统 ( pLKO2Tet2on ) [ 27 ]。
通过添加诱导剂严谨调控 pLKO2Tet2on介导的敲
除 ,而且去除诱导剂后目的基因表达完全恢复。另
外 ,在所有的试验细胞中通过诱导调控 shRNA s已
经定向了 17个特殊的基因产物 ,基本上在体内验证
LKO2Tet2on载体有可逆沉默定向转录产物的能力。
因此 ,慢病毒 RNA干扰系统的通用性和强调节性可
以用作快速发现肿瘤细胞依赖性的工具。
3. 4 基于四环素调控系统的腺相关病毒基因治疗
载体
腺相关病毒载体 ( adeno2associated vectors)能在
各种有丝分裂后细胞介导稳定的转基因表达 ,而载
体仅有最低限度的毒性。Rendahl等 [ 28 ]证明以重组
的腺相关病毒载体 ( rAAV )为基础整合 tTSkid到 Tet2
on系统 ,随着体内加药和去除药可反复观察到血清
中促红细胞生成素蛋白的表达。因此 Tet2on系统加
入 tTSkid抑制物通过非病原性的 rAAV载体递送系
统是在体内控制治疗基因表达的有效手段。在临床
环境 ,添加抑制物是一种安全措施 ,当不再需要治疗
基因表达或者当病人缺乏免疫力时抑制物可以停止
基因表达。
氨基糖苷过多会导致毛细胞的变性进而使听力
受损 ,有研究发现 [ 29 ]调控 AAV1介导神经元营养因
子 ( GDNP)在被氨基糖苷诱导损伤的耳蜗中表达。
AAV1载体编码 GDNF和 rtTA2 s2S2,通过蜗窗直接
微注射到鼠耳蜗中 ,注射后 7 d, Tet2on系统成功调
控 GDNF在耳蜗中表达 ,而且耳蜗的功能有所改善 ,
损坏的螺旋神经节细胞和毛细胞减少。结果显示
AAV1介导的 GDNF在耳蜗中表达是保护耳蜗免受
由氨基糖苷诱导造成损伤的有效方法。
利用病毒载体递送神经营养性表达基因在视网
膜上表达可以延迟或者阻止因光感受器退化导致的
眼盲的发病 ,一个主要的安全问题是这些基因在视
网膜上可调性表达。有试验研究 [ 30 ]使 rAAV 载体
带有不稳定的绿色荧光蛋白 ( destabilized green fluo2
rescent p rotein, DGFP) ,在四环素调控启动子下形成
rAAV2tetoff2DGFP。 rAAV2tetoff2DGFP注射到鼠内 ,
没有 Dox时转基因全部表达 ,加入 Dox后 95% GFP
信号停止 , 7 d后仍然未查出 GFP信号 ,终止 Dox给
药 21 d后表达量才达到最初水平。这个报告证明
rAAV2tetoff2dgfp注射鼠内后 ,在调控报告基因神经
节细胞严谨并持续表达 ,由此推测 : rAAV介导的基
因治疗可对神经起保护作用 ,可以缓解色素性视网
膜炎和青光眼。
HSV2TK/甲基鸟嘌呤 ( GCV )基因治疗已经广
泛应用在肿瘤研究中。有研究 [ 31 ]评价了 Tet2on调
控 HSV2TK/甲基鸟嘌呤 ( GCV )基因治疗对抗肿瘤
的功效。通过直接瘤内注射 rAAV22 /HSV tk /Tet2on
到有乳腺癌肿瘤的小鼠中 ,证明经 GCV处理感染的
MCF27细胞株诱导前后的抑瘤效果显著 ;在体外试
验 , rAAV22 /HSV tk /Tet2on注射到肿瘤后 ,经 Dox诱
导后 BALB /C裸鼠的乳腺肿瘤生长很迟缓。可见
rAAV介导的 HSV tk /GCV 基因治疗可能是一个抗
乳腺癌和固体瘤的有效方法。
3. 5 基于四环素调控系统的单纯疱疹病毒基因治
疗载体
经由载体系统直接将基因转移到脑部神经可以
既研究神经的生理学也可改良神经疾病的基因治疗
办法。Gao等 [ 32 ]应用单纯疱疹病毒载体 ( herpes sim2
p lex vectors)通过改良神经微丝启动子表达 Tet2off
系统可在纹状体神经元中长期表达 ( 2个月 )。研
究 12型单纯疱疹病毒 ( HSV 21 )影响调控转基因表
达因素的结果显示 [ 33 ] ,瞬时转染 HSV 21突变体到
Vero细胞中表达 ICP4和 VP16转录活性因子未能
达到消除或者减小转基因表达的基础活性 ,预示在
Tet2on和 Tet2off系统非诱导状态下 , HSV21基因组
编码的蛋白尤其是早期快反应基因产物 ( ICP4, ICP27
和 ICP0)和 VP16间层蛋白可以活化 tetO / PminCMV
启动子 ,因此影响了四环素调控转基因表达的完
整性。
4 调控表达系统应用于临床试验的重要性
和主要挑战
基因治疗的目的是为当前没有合适治疗方法的
疾病提供适当的治疗方法。目前国际上试用于临床
的基因治疗已超过 300例 [ 13 ] ,包括恶性肿瘤、神经
性疾病、心血管疾病、感染性疾病和眼病等。迄今为
止已经利用逆转录病毒载体或者腺病毒载体在 I、II
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和 III期临床实验来治疗恶性胶质瘤 [ 13 ]。
Tet2on基因调控表达系统已经证明是一种有力
的基因治疗工具 ,打开转基因开关来清除恶性肿瘤 ,
随后关闭开关以阻止错误杀伤其他组织或引起炎症
反应。同时 ,当表达一某因子来刺激特殊细胞的生
长 ,如针对帕金森疾病的神经胶质细胞衍化神经元
营养因子 ( glial cell line2derived neurotrophic factor,
GDNF) ,该系统将适时决定关闭基因表达或者严谨
调控基因表达来阻止由于异常细胞增殖带来不良副
作用 ,如细胞连接错误 ,或者释放出异常的神经
递质。
调控系统的改良和发展将更加有利于严谨调控
基因的表达 ,可利用通过强启动子调节开关驱动转
基因的高水平表达 ,因此只需要较少的病毒载体剂
量即可达到预期效果 ,这样就减少了可能的毒性和
炎症 ,使这些病毒载体在临床上可以安全使用 ,减少
不利的副作用 ,创造实现基因治疗广阔并安全的临
床环境。
参 考 文 献
1  Agha2Mohammadi S,Lotze MT. Clin Invest, 2000, 105 (9) : 1177~83.
2  Berger S, Bujard H, Novel Mouse Models in B iomedical R research:
the Power of D issecting Pathways by Quantitative Control of Gene
Activities. In: Dathe S( ed) , Handbook of Experimental Pharmacolo2
gy. Heidelberg: Sp ringer 2Verlag, 2003.
3  U rlinger S, Baron U, Thelmann M, el al. Proc Natl Acad Sci USA,
2000, 97 (14) , 7 963~7 968.
4  Bohl D, Naffakh N, Heard JM. NatMed, 1997, 3: 299~30.
5  Deuschle U, Meyer W K, Thiesen HJ. Mol Cell B iol, 1995, 15 ( 4 ) :
1907~1914.
6  Aurisicohie L, Bujard H, H illen W , et al. Gene Ther, 2001, 8 ( 24) :
1817~1825.
7  Nakai H, Storm TA, Kay MA. Nat B iotechnol, 2000, 18: 527~532.
8  Freundlieb S, Schirra2Muller C, Bujard H. J Gene Med, 1999, 1:
4~12.
9  Lamartina S, et al. Mol Ther, 2003, 7: 271~280.
10 Lamartina S, et al. Hum Gene Ther, 2002, 13: 199~210.
11 Molin M, Shoshan MC, Ohman2Forslund K, et al. J V irol, 1998, 72
(10) : 8358~61.
12 No D, Yao TP, Evans RM. Proc Natl Acad Sci USA, 1996, 93:
3346~3351.
13 Goverdhana S, Puntel M, Xiong W , et al. Curr Gene Ther, 2006, 6
(4) : 421~438.
14 Silvertown JD, Geddes BJ, Summerlee AJ. Endocrinology, 2003, 144:
3683~3691.
15 Lee YB, Glover CP, Cosgrave AS, et al. Exp Physiol, 2005, 90 ( 1 ) :
33~7.
16 Salucci V, et al. Gene Ther, 2002, 9: 1415~1421.
17 Xiong,W , et al. Tightly Regulated Helper2dependent Adenoviral2me2
diated Transgene Exp ression in V itro and in V ivo. Society for Neuro2
science, 34 th AnnualMeeting, San D iego: 2004, 23~27.
18 Xu Y, Tian YK, Tian XB, et al. Chin J Traumatol, 2007, 10 ( 6 ) :
353~6.
19 W ei X, Fu S,W u S. Zhonghua Yi Xue Za Zhi, 2000, 80 (10) : 773~
5.
20 L i ZB, Luo SQ, Hu WX. Cancer Gene Ther, 2006, 13 (3) : 290~7.
21 Humeau LM, et al. Mol Ther, 2004, 9: 902~913.
22 Kafri T, et al. Mol Ther, 2000, 1: 516~521.
23 Johansen J, et al. Gene Ther, 2002, 9: 1291~1301.
24 Regulier E, et al. Hum. Gene Ther, 2002, 13: 1981~1990.
25 Pluta K, Luce MJ, Bao L, et al. J Gene Med, 2005, 7 (6) : 803~17.
26 Kuramoto E, Konno M, Kameda H, et al. Neurosci Res, 2009, 63
(2) : 149~54.
27 W iederschain D, W ee S, Chen L, et al. Cell Cyele, 2009, 8 ( 3 ) :
498~504.
28 Quiroz D. LadnerM, Coyne M, et al. Hum Gene Ther, 2002, 13 (2) :
335~42.
29 L iu Y, Okada T, Shimazaki K, et al. Mol Ther, 2008, 16 ( 3 ) :
474~80.
30 Folliot S, B riot D, Conrath H, et al. J Gene Med, 2003, 5 ( 6 ) :
493~501.
31 Zeng ZJ, Chen Q, Luo SQ, et al. BMC Cancer, 2006, 6: 66.
32 Sun M,W ang X, Zhang GR. B rain Res, 2006, 1083 (1) : 1~13.
33 Herrlinger U, Pechan PA, Jacobs AH, et al. J Gene Med, 2000, 2
(5) : 379~89
45
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