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腺病毒载体具有感染效率高、以染色质外质体形式存在和易于生产得到高感染滴度的载体等优点。但由于病毒蛋白的表达引起机体的免疫反应限制了它的使用。使用无肠腺病毒载体就可以避免这点。此外,本文希望目的基因只有在加入诱导剂后才可以存特定的组织中被诱导表达,而在没有诱导剂的情况下可以迅速被关闭。这样目的基因的表达可以很好的被调控在一个治疗水平,而其相关的毒副作用可以被避免。
本文中设计了携带双诱导系统(RU486系统和Tet-on系统)的无肠腺病毒来调控目的基因的表达,并在体内外研究了载体的诱导特性。实验表明目的基因的表达量依赖于诱导剂的剂量,并且载体具有很低的基础表达背景和极高的可诱导性。所用的肝特异性启动子(TTRB)可以使目的基因在肝脏组织中特异的表达。体内动物实验表明每天持续注射诱导剂可以将目的基因的表达维持在较高的水平。小鼠尾静脉注射一次携带荧光素酶报告基因的载体(HC-LDI-RF-Luc),荧光素酶可以在至少长达24周的时间内被重复诱导表达。
本文同时研究了可被用于这个系统的治疗基因。TRAIL是一个在肿瘤基因治疗上很有前景的分子,具有很广谱的抗肿瘤作用。但也有实验表明重组TRAIL蛋白可能会对正常人体组织造成伤害。为避免可能的毒副作用,在将来的临床应用上就应将TRAIL的表达限制在肿瘤组织中或是严格地调控其表达。本文用RU486系统来调控TRAIL的表达,目的基因的表达量和表达时间可以通过诱导剂的剂量和诱导方案进行调控。
体外实验表明RU486系统调控下的携带TRAIL基因的腺病毒载体(Ad-rTRAIL/SWITCH)对癌细胞的毒性与Ad-CMV-rTRAIL相当,超过60%的肿瘤细胞可以被诱导表达的重组TRAIL蛋白杀死。Ad-rTRAIL/SWITCH还可以显著抑制实验动物移植瘤的生长,延长动物存活时间。初步的肝毒性实验表明Ad-rTRAIL/SWITCH系统可以解决重组TRAIL表达引起的毒副作用。
IL-24可以诱导和增强TRAIL的活性。在本文中研究了联合使用ZD55-IL-24和ZD55-TIAIL对肿瘤的抑制作用,结果表明联合使用相比于单独使用任何一个治疗基因好,可以诱导更显著的凋亡诱导作用。体内实验也证实联合使用的效果更好,可以在几乎所有实验动物上消除移植瘤。肿瘤细胞感染ZD55-IL-24后可以检测到TRAIL与其受体表达量的上升,进一步激活了凋亡信号。
本文第一次阐述了联合使用IL-24与TRAIL的肿瘤抑制效果。实验表明了绒体和诱导系统可以介导明显的肿瘤抑制能力,为将来的临床应用研究提供了一个很好的平台。