基因治療冠心病的研究概況
有研究者認為,目前用基因治療或預防冠狀動脈再狹窄的時機還不成熟,其原因是:①對再狹窄的生物學了解不完全;②以導管為主的基因遞送不適合于冠狀動脈循環(huán);③當前的基因遞送載體對安全而有效地將基因遞送到冠狀動脈壁而言不很適合。
在預防再狹窄的綜合基因策略中,還應當考慮縮窄性重塑的預防。
更昔洛韋經(jīng)磷酸化后對DNA的合成有抑制作用,而胸腺嘧啶核苷激酶可使更昔洛韋發(fā)生磷酸化。如使正在增殖的平滑肌細胞受到能表達胸腺嘧啶核苷激酶的重組腺病毒的感染,則在有更昔洛韋存在情況下,即可抑制這些平滑肌的增殖。Guzman等正是利用了這一原理,用體外培養(yǎng)的平滑肌和用球囊損傷大鼠頸動脈,來研究用腺病毒轉移胸腺嘧啶核苷激酶基因并用更昔洛韋抑制平滑肌增生的作用。體外實驗表明,該方法可以完全或部分地抑制培養(yǎng)的平滑肌的增生。體內實驗(損傷的局部用上述腺病毒感染,全身用更昔洛韋2周)則表明,損傷誘發(fā)的平滑肌細胞蓄積顯著減少,對照組則無此效果。因此,腺病毒介導的胸腺嘧啶核苷激酶基因轉移的方法在球囊損傷后再狹窄的治療中有潛在的用途。
, 百拇醫(yī)藥
冠脈搭橋自體移植血管及移植心臟冠狀動脈病和排斥的預防
1、對于以橈動脈段作為冠脈搭橋材料,與用自身靜脈相比,在對動脈粥樣硬化有相對抵抗這一點上,人們重新產生了興趣。但搭橋后仍有5%~10%的移植血管發(fā)生痙攣,雖然對此進行藥物治療已取得了改善。研究者在觀察鈣通道阻滯劑和有機硝酸酯控制移植橈動脈痙攣的同時,研究了用內皮細胞一氧化氮合酶(eNOS)基因抑制橈動脈痙攣的效果。研究者以腺病毒為載體介導、將大腸桿菌β-半乳糖苷酶或eNOS的基因轉染至橈動脈。轉基因的表達是通過檢測β-半乳糖苷酶活性以及對eNOS的免疫組化檢測來確定的。結果證實,只有在編碼牛eNOS(Ad. CMVeNOS)的腺病毒在橈動脈中才有重組NOS。Ad.CMVeNOS動脈對KCl的收縮反應只有對照的46%±13.7%(n=5), 對前列腺素F2α的收縮反應只有對照的48.2%±11.4%(n=5)。因此,研究者認為,用腺病毒轉移NOS基因提示,未來基因治療,在防止搭橋橈動脈的痙攣中可能起重要作用。
, 百拇醫(yī)藥
2、有人假設,離體高壓轉染反義寡核苷酸以阻斷細胞內黏附分子1(細胞黏附和T-細胞協(xié)同刺激的重要媒介物質),會減少同種移植心臟的慢性移植物血管病。方法:將PVG心臟離體放在3個大氣壓4℃轉染反義、逆反義(reverse antisense)細胞內黏附分子1寡核苷酸(80μmol/L)或鹽水溶液,為時45分鐘,然后行異位移植給ACI受體,分為作或不作細胞內黏附分子1(1A29)或白細胞功能相關抗原1(WT-1)單克隆抗體處理組。轉染的效率用異硫氰熒光黃標記的寡核苷酸和熒光顯微鏡給予證實。細胞內黏附分子1阻斷的效果用免疫組化評估。移植心臟再灌注損傷是在6和24小時以嗜中性粒細胞浸潤(髓過氧化酶,即MPO)、心臟水腫(%wt/wt)和組織學損傷(收縮帶壞死的百分率)評價。用環(huán)孢素A處理(5 mg/kg/d, 0 ~ 9天)過的供體心臟在術后90天慢性移植物血管病分數(shù)為0(無受累)~4分(>50%的血管狹窄)。結果:轉染效率很高,在全部心肌細胞核的48%±5%有異硫氰熒光黃標記的寡核苷酸,并且在阻斷細胞內黏附分子1的表達方面是有效的。在術后3天取的移植物標本中,陽性區(qū)從100%減少到52%(14%,n=4)。反義寡核苷酸阻斷在防止再灌注損傷方面不如單克隆抗體有效,但在減少慢性移植物血管病方面卻更有效(分數(shù)為0.98±0.48, P< 0.05)。逆反義寡核苷酸和載體控制(在不加壓情況下注入反義寡核苷酸)組未能證實這種有益的效果。
, http://www.www.srpcoatings.com
結論:反義寡核苷酸的高壓轉染被證實是高效率的,在阻止細胞內黏附分子方面是有效的,并且證實了一種序列特異的慢性移植物血管病的減少。這種對供體器官免疫原性的高度有目標的變更,在未來臨床免疫抑制策略中可能有重要的作用。
(上期參看2001年3月15日18版)
基因治療冠心病及動脈硬化研究中的基因比較
基因種類
細胞
特異性
被細胞攝取
全身
轉染
表達
, 百拇醫(yī)藥
效率
載體/
基因
穩(wěn)定性
效果(動物實驗)
不良
作用
作用機制
單純皰疹病毒胸腺嘧啶核苷激酶+更昔洛韋(HSVtk+GCV)
有,增殖中的細胞
較多
可能,可用GCV控制
, 百拇醫(yī)藥
不高
不明
好
有可能抑制內皮細胞增殖
損傷部位的細胞激活HSVtk后者使GCV磷酸化,抑制細胞增殖。
血管內皮生長因子(VEGF)
有,只有內皮細胞
較多
可能
一般
差
尚好
, http://www.www.srpcoatings.com
可能促進血管增生
對再狹窄使內皮恢復,對缺血促使新血管生成
堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)
無,較廣
不明
不明
不明
不明
不明
不明
同VEGF
反義寡核苷酸(AS-ODN)(cdc-2激酶,PCNA,c-myb)#
, http://www.www.srpcoatings.com
無
低
不明
不明
差
較好,減少細胞增殖40%~70%
不明
與mRNA結合,阻止其轉運及翻譯
視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(RbP)
不明
不明
不明
較高
, http://www.www.srpcoatings.com
不明
好,40%~90%
少
磷酸化的RbP釋放轉錄因子E2F,再激活原腫瘤基因使細胞增殖停止擴張血管
內皮一氧化氮合酶(eNOS)生長停止同源異型盒(Gax*)
不明
不明
不明
較高
不明
較好,15天使中層和內膜增生減少75%
, http://www.www.srpcoatings.com 不明
抑制平滑肌細胞增殖
環(huán)氧合酶-1(COX-1)
不明
較多
不明
較高
不明
對再狹窄效果不明,但引起前列環(huán)素過度表達
不明
不明
注:Gax
= growth arrest homeobox, 是一種轉錄因子。
#反義寡脫氧核糖核酸(ADN),是與某特定mRNA互補的DNA片段,它遇其特定的mRNA時可與其結合,防止其被翻譯。另外,ADN也進入細胞核內,抑制特定mRNA被轉運至細胞漿內。
(映月) , 百拇醫(yī)藥
在預防再狹窄的綜合基因策略中,還應當考慮縮窄性重塑的預防。
更昔洛韋經(jīng)磷酸化后對DNA的合成有抑制作用,而胸腺嘧啶核苷激酶可使更昔洛韋發(fā)生磷酸化。如使正在增殖的平滑肌細胞受到能表達胸腺嘧啶核苷激酶的重組腺病毒的感染,則在有更昔洛韋存在情況下,即可抑制這些平滑肌的增殖。Guzman等正是利用了這一原理,用體外培養(yǎng)的平滑肌和用球囊損傷大鼠頸動脈,來研究用腺病毒轉移胸腺嘧啶核苷激酶基因并用更昔洛韋抑制平滑肌增生的作用。體外實驗表明,該方法可以完全或部分地抑制培養(yǎng)的平滑肌的增生。體內實驗(損傷的局部用上述腺病毒感染,全身用更昔洛韋2周)則表明,損傷誘發(fā)的平滑肌細胞蓄積顯著減少,對照組則無此效果。因此,腺病毒介導的胸腺嘧啶核苷激酶基因轉移的方法在球囊損傷后再狹窄的治療中有潛在的用途。
, 百拇醫(yī)藥
冠脈搭橋自體移植血管及移植心臟冠狀動脈病和排斥的預防
1、對于以橈動脈段作為冠脈搭橋材料,與用自身靜脈相比,在對動脈粥樣硬化有相對抵抗這一點上,人們重新產生了興趣。但搭橋后仍有5%~10%的移植血管發(fā)生痙攣,雖然對此進行藥物治療已取得了改善。研究者在觀察鈣通道阻滯劑和有機硝酸酯控制移植橈動脈痙攣的同時,研究了用內皮細胞一氧化氮合酶(eNOS)基因抑制橈動脈痙攣的效果。研究者以腺病毒為載體介導、將大腸桿菌β-半乳糖苷酶或eNOS的基因轉染至橈動脈。轉基因的表達是通過檢測β-半乳糖苷酶活性以及對eNOS的免疫組化檢測來確定的。結果證實,只有在編碼牛eNOS(Ad. CMVeNOS)的腺病毒在橈動脈中才有重組NOS。Ad.CMVeNOS動脈對KCl的收縮反應只有對照的46%±13.7%(n=5), 對前列腺素F2α的收縮反應只有對照的48.2%±11.4%(n=5)。因此,研究者認為,用腺病毒轉移NOS基因提示,未來基因治療,在防止搭橋橈動脈的痙攣中可能起重要作用。
, 百拇醫(yī)藥
2、有人假設,離體高壓轉染反義寡核苷酸以阻斷細胞內黏附分子1(細胞黏附和T-細胞協(xié)同刺激的重要媒介物質),會減少同種移植心臟的慢性移植物血管病。方法:將PVG心臟離體放在3個大氣壓4℃轉染反義、逆反義(reverse antisense)細胞內黏附分子1寡核苷酸(80μmol/L)或鹽水溶液,為時45分鐘,然后行異位移植給ACI受體,分為作或不作細胞內黏附分子1(1A29)或白細胞功能相關抗原1(WT-1)單克隆抗體處理組。轉染的效率用異硫氰熒光黃標記的寡核苷酸和熒光顯微鏡給予證實。細胞內黏附分子1阻斷的效果用免疫組化評估。移植心臟再灌注損傷是在6和24小時以嗜中性粒細胞浸潤(髓過氧化酶,即MPO)、心臟水腫(%wt/wt)和組織學損傷(收縮帶壞死的百分率)評價。用環(huán)孢素A處理(5 mg/kg/d, 0 ~ 9天)過的供體心臟在術后90天慢性移植物血管病分數(shù)為0(無受累)~4分(>50%的血管狹窄)。結果:轉染效率很高,在全部心肌細胞核的48%±5%有異硫氰熒光黃標記的寡核苷酸,并且在阻斷細胞內黏附分子1的表達方面是有效的。在術后3天取的移植物標本中,陽性區(qū)從100%減少到52%(14%,n=4)。反義寡核苷酸阻斷在防止再灌注損傷方面不如單克隆抗體有效,但在減少慢性移植物血管病方面卻更有效(分數(shù)為0.98±0.48, P< 0.05)。逆反義寡核苷酸和載體控制(在不加壓情況下注入反義寡核苷酸)組未能證實這種有益的效果。
, http://www.www.srpcoatings.com
結論:反義寡核苷酸的高壓轉染被證實是高效率的,在阻止細胞內黏附分子方面是有效的,并且證實了一種序列特異的慢性移植物血管病的減少。這種對供體器官免疫原性的高度有目標的變更,在未來臨床免疫抑制策略中可能有重要的作用。
(上期參看2001年3月15日18版)
基因治療冠心病及動脈硬化研究中的基因比較
基因種類
細胞
特異性
被細胞攝取
全身
轉染
表達
, 百拇醫(yī)藥
效率
載體/
基因
穩(wěn)定性
效果(動物實驗)
不良
作用
作用機制
單純皰疹病毒胸腺嘧啶核苷激酶+更昔洛韋(HSVtk+GCV)
有,增殖中的細胞
較多
可能,可用GCV控制
, 百拇醫(yī)藥
不高
不明
好
有可能抑制內皮細胞增殖
損傷部位的細胞激活HSVtk后者使GCV磷酸化,抑制細胞增殖。
血管內皮生長因子(VEGF)
有,只有內皮細胞
較多
可能
一般
差
尚好
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可能促進血管增生
對再狹窄使內皮恢復,對缺血促使新血管生成
堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)
無,較廣
不明
不明
不明
不明
不明
不明
同VEGF
反義寡核苷酸(AS-ODN)(cdc-2激酶,PCNA,c-myb)#
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無
低
不明
不明
差
較好,減少細胞增殖40%~70%
不明
與mRNA結合,阻止其轉運及翻譯
視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(RbP)
不明
不明
不明
較高
, http://www.www.srpcoatings.com
不明
好,40%~90%
少
磷酸化的RbP釋放轉錄因子E2F,再激活原腫瘤基因使細胞增殖停止擴張血管
內皮一氧化氮合酶(eNOS)生長停止同源異型盒(Gax*)
不明
不明
不明
較高
不明
較好,15天使中層和內膜增生減少75%
, http://www.www.srpcoatings.com 不明
抑制平滑肌細胞增殖
環(huán)氧合酶-1(COX-1)
不明
較多
不明
較高
不明
對再狹窄效果不明,但引起前列環(huán)素過度表達
不明
不明
注:Gax
= growth arrest homeobox, 是一種轉錄因子。
#反義寡脫氧核糖核酸(ADN),是與某特定mRNA互補的DNA片段,它遇其特定的mRNA時可與其結合,防止其被翻譯。另外,ADN也進入細胞核內,抑制特定mRNA被轉運至細胞漿內。
(映月) , 百拇醫(yī)藥
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