文档介绍：用于肿瘤基因治疗的慢病毒载体研究进展
【关键词】慢病毒载体;基因治疗;人类免疫缺陷病毒Ⅰ型;综述
基因治疗有望成为治疗遗传病、肿瘤、病毒感染及其他难治性疾病的有效手段,但目前基因转移方法的局限性成为实现这一愿望的最大障碍。慢病毒(LV)属于逆转录病毒属的一个亚科,其中包括灵长类LV如人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV?Ⅰ)、HIV?Ⅱ、猴免疫缺陷病毒(SIV)和非灵长类LV如Visna病毒、马传染性贫血病毒(EIAV)、山羊关节炎?脑炎病毒(CAEV)、猫免疫缺陷病毒(FIV)、牛免疫缺陷病毒(BIV)等7个亚属。其中对HIV?Ⅰ的结构及生物学特性研究较多。HIV?Ⅰ具有可感染非分裂细胞、目的基因整合至靶细胞基因组长期表达、感染率高、免疫反应小等优点,弥补了逆转录病毒载体和腺病毒载体等病毒载体的缺陷,适于体内基因治疗,因此有望成为理想的基因转移载体。本文对该类载体的研究进展做一综述。
1 LV的基因结构[1~3]
人类免疫缺陷病毒直径110~120 nm,呈20面体对称结构,大致呈球形。病毒外膜是磷脂双分子层,来自宿主细胞,膜上有表面蛋白(gp120)与镶嵌蛋白(gp41);gp41是跨膜蛋白,gp120为刺突,并与gp41通过非共价作用结合。包膜内面是由蛋白P17形成的球形基质蛋白(Matrix),以及衣壳蛋白(p24)形成的半锥形衣壳(Capsid),衣壳在电镜下呈高电子密度。衣壳内含有病毒的RNA基因组和其他来自宿主细胞的成分(如tRNAlys3,作为逆转录的引物)。
病毒基因组是两条相同正股RNA链,全长约9 200 bp。两端是长末端重复序列(LTR),含顺式调控元件,序列为5′U3?R?U5 3′,控制前病毒的表达。现已证明,在LTR有启动子和增强子并含负调控区。LTR之间的序列至少编码9个蛋白,可分为3类:结构蛋白、调控蛋白、辅助蛋白。结构蛋白由Gag、Pol、Env基因编码。gag基因产生相对分子质量55 000的蛋白P55。P55由病毒编码的一个蛋白切成4个小蛋白:MA(P18基质蛋白)、CA(P24衣壳蛋白)、NC(P7核衣壳蛋白)及P6。Gag?Pol融合蛋白由病毒编码的一个蛋白切为4个小蛋白: RT(P50逆转录酶)、RNase H(P15 RNA H)、IN(P31整合)及Pro(P10蛋白)。Env起先是相对分子质量160 000的蛋白,在感染宿主细胞之后,宿主细胞将gp160切为gp41与gp120。调控蛋白由tat、rev基因编码,Tat和Rev蛋白分别在转录及转录后水平对病毒基因表达进行调节。辅助蛋白由4个辅助基因vpu、vpr、vif、nef编码。MAN、IN和vpr这3种分子元件决定了LV载体能转导非分裂期细胞。这3类蛋白利用细胞核的输入机制,靶向作用于细胞核的前整合复合物(PIC)。细胞核的输入系统包括:胞质蛋白、importin?a、importin?b及核孔蛋白。importin?a含有一个细胞定位序列(NKS)的结合位点,当含有NL的蛋白与importin?a结合发生构象变化,与importin?b相互作用,然后importin?b通过与核孔蛋白结合,靶向作用于核孔复合物[4]。而在实际构建时,vpr可以完全敲除而不影响LV载体感染非分裂期细胞的能力。
2 LV载体系统的演进
对LV载