基因槍在經(jīng)皮基因治療中的應(yīng)用

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1、基因槍在經(jīng)皮基因治療中的應(yīng)用實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志2003年第19卷第12期基因槍在經(jīng)皮基因治療中的應(yīng)用皮膚組織及其相關(guān)的淋巴組織擁有強(qiáng)大的免疫功能,因而非常適合作為基因治療的靶組織.而基因槍的應(yīng)用,大大加速了皮膚作為免疫效靶的研究.經(jīng)皮基因治療已顯示良好的應(yīng)用前景.1免疫優(yōu)勢(shì)組織一皮膚皮膚的易于接觸和觀察性以及在生理,生物和免疫學(xué)等方面的特性使其成為基因治療的理想靶組織,其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在【,]:(1)皮膚內(nèi)含有大量來源于骨髓的朗格罕氏細(xì)胞和真皮樹突狀細(xì)胞,專職的抗原呈遞細(xì)胞.可進(jìn)行抗原的提呈加工.(2)皮膚微環(huán)境獨(dú)特的

2、免疫特性,可以影響免疫反應(yīng)的性質(zhì)和強(qiáng)度,并能克服常規(guī)疫苗療法和免疫治療中的一些限制;(3)角質(zhì)細(xì)胞,朗格罕氏細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞活化后均能分泌細(xì)胞因子,能進(jìn)一步激發(fā)體液免疫和細(xì)胞免疫;(4)易于操作,容易將基因?qū)蚱つw上的靶位點(diǎn),(5)安全性高便于控制基因的表達(dá)和檢測(cè)不良反應(yīng)的發(fā)生.(6)皮膚組織細(xì)胞代謝快.外源基因幾乎不可能長(zhǎng)時(shí)間停留,避免了基因整合到染色體上.2免疫優(yōu)勢(shì)技術(shù)一基因槍要將基因治療應(yīng)用于l臨床,面l臨的最大問題是如何將治療基因有效導(dǎo)入到靶組織,使其表達(dá)水平適當(dāng),達(dá)到治療效果.目前使用的基因轉(zhuǎn)移方

3、式(不管是在體內(nèi)還是體外進(jìn)行)主要有兩種:病毒介導(dǎo)和非病毒介導(dǎo).病毒的生物安全性值得人們慎重考慮.非病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中,基因槍具有脂質(zhì)體,磷酸鈣,電轉(zhuǎn)化,肌注等方法缺少的高效和方便,日益受到矚目,成為最有可能應(yīng)用到臨床的基因治療方式.基因槍利用高速運(yùn)動(dòng)的金屬粒子,可非特異地將外源基因?qū)瞬煌愋偷陌屑?xì)胞或組織,不再受受體基因型的限制.目前,基因槍的體積較最初小了許多,可以隨便移動(dòng),外形更有象手槍的,動(dòng)力系統(tǒng)的提供方式也由最初的火藥式,放電式等改為氣動(dòng)式.許多商業(yè)公司,如作者單位:510010廣州軍區(qū)廣

4、州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)科(韓雙艷,王捷,鄭文嶺);皮膚科(楊慧蘭)韓雙艷楊慧蘭王捷鄭文嶺Bio—Rad,都提供氦氣基因槍.Uchida等3考察了借助氦氣基因槍系統(tǒng)將載藥金或鎢微粒導(dǎo)入裸鼠皮膚的條件,如載藥微粒大小,密度,劑量,氦氣的沖量等.結(jié)果表明,注射大量藥物時(shí),基因槍是有效工具.特別在運(yùn)送水溶性大分子時(shí),可代替常規(guī)針注【3_.基因槍優(yōu)于其它基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面_4』:(1)不需要復(fù)雜的生物系統(tǒng)(如病毒)和有毒化學(xué)物質(zhì)(脂質(zhì)體,陽(yáng)離子試劑);(2)無(wú)細(xì)胞限制性;(3)可轉(zhuǎn)移不同大小的DNA,包括相

5、當(dāng)大的DNA片斷;(4)不需外源DNA或蛋白質(zhì)誘導(dǎo);(5)可反復(fù)治療.3基因槍的應(yīng)用3.1基因替換反轉(zhuǎn)錄病毒和其它相關(guān)病毒能整合基因到宿主染色體組,表明其在皮膚長(zhǎng)期進(jìn)行基因替換的潛力,如報(bào)道基因B半乳糖苷酶基因由逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo),轉(zhuǎn)化體外培養(yǎng)的人角質(zhì)細(xì)胞并移植到無(wú)胸腺小鼠中,證實(shí)可長(zhǎng)期表達(dá)B半乳糖苷酶(>4星期)【5】.以往的研究認(rèn)為,基因槍介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移,無(wú)基因組整合,在體內(nèi)常常短期和無(wú)效表達(dá).近來的研究表明,基因可被基因槍成功轉(zhuǎn)移到表皮和其它器官.如利用基因槍將正常的肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白的cDNA導(dǎo)入杜興

6、氏肌營(yíng)養(yǎng)障礙模型小鼠的骨骼肌中,轟擊60d后,通過免疫細(xì)胞化學(xué)法仍可檢測(cè)到肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白L6』.3.2DNA疫苗DNA疫苗,作為一種9O年代興起的以核酸為基礎(chǔ)的全新免疫接種技術(shù),能表達(dá)經(jīng)修飾的天然抗原,具有與天然抗原相同的構(gòu)象和抗原性,其保護(hù)性免疫應(yīng)答對(duì)不同亞型的病原體具有交叉抵御作用,同時(shí)無(wú)減毒疫苗,失活疫苗可能引起的致病作用,具有可靠性和安全性.DNA疫苗接種途徑的不同導(dǎo)致參與激活的細(xì)胞及免疫機(jī)制有一定的差異,肌注傾向于產(chǎn)生TH1類免疫反應(yīng),提高IgG2a表達(dá)水平而減少IgG】表達(dá),但基因槍接種則提高了

7、IgG1表達(dá),傾向于產(chǎn)生T}I2反應(yīng).起初,Weiss和很多學(xué)者認(rèn)為這是CpG含最差異作用的結(jié)果,因?yàn)榧∽?383?綜述?接種DNA量是基因槍的100倍【7】.進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),基因槍作為一種基因轉(zhuǎn)移方式,其自身就具有強(qiáng)輔助佐劑效應(yīng),與接種的DNA量并無(wú)一定關(guān)系8.同時(shí),基因槍技術(shù)本身具有高重復(fù)性,結(jié)果更可靠,Yoshida等_9』大力推薦在DNA免疫動(dòng)物時(shí)用基因槍接種.基因槍與DNA疫苗結(jié)合,是最有可能用于臨床的免疫技術(shù).DNA免疫的有效性在靈長(zhǎng)類動(dòng)物也得到證明.Loehr等【10j將牛單純皰疹病毒I型g

8、BDNA疫苗通過基因槍介導(dǎo)接種牛皮膚和牛皮膚黏膜,發(fā)現(xiàn)黏膜免疫能激發(fā)更強(qiáng)的細(xì)胞免疫和初發(fā)體液免疫反應(yīng).DNA疫苗的臨床試驗(yàn)也陸續(xù)開展,Roy等…』進(jìn)行的乙肝DNA疫苗人體試驗(yàn)顯出良好的效果.3.3基因槍作為基因特異表達(dá)的工具考慮到基因治療的不同目的,能實(shí)現(xiàn)基因在特定組織表達(dá)的組織特異性啟動(dòng)子的篩選變得尤為重要.基因槍,能很快鑒定不同啟動(dòng)子在皮膚內(nèi)的效力和專一性,限制外源基因表達(dá)在專一的細(xì)胞層,進(jìn)行基因治療.皮膚的