卵巢癌易感基因

和其他腫瘤一樣,卵巢癌的發生是與細胞增殖分化相關的癌基因、抑癌基因多階段相互作用的結果。 體內外實驗表明,腺病毒介導的卵巢癌轉基因治療能有效抑制卵巢癌細胞生長,並延長卵巢癌小鼠模型生存期]。 ,一gp)在卵巢癌細胞中過表達,與卵巢癌化療的多藥耐藥的發生密切相關,而P-gP被MDR基因所編碼。

卵巢惡性腫瘤是女性生殖系統三大惡性腫瘤之一,由於其組織學類型較多,缺乏有效的早期診斷方法,且手術和放化療療效不佳,卵巢癌患者的5年生存率仍較低,成為嚴重威脅婦科腫瘤患者生命的惡性疾病。在對於卵巢癌治療方法的探索中,悅送科技發現易感基因治療令人矚目,在動物實驗及一些I、Ⅱ和Ⅲ期臨床研究中取得了一定療效,成為繼手術、化療、放療之後的一種全新的治療模式。

1、卵巢癌相關易感基因

和其他腫瘤一樣,卵巢癌的發生是與細胞增殖分化相關的癌基因、抑癌基因多階段相互作用的結果。目前已發現K-ras、C-myc、C-erb-B2等癌基因和p53、p16等抑癌基因與卵巢癌密切相關,充分認識卵巢癌特異性基因損害的機制有利於制定合理的基因治療方案。K-ras編碼蛋白p21,通過點突變被激活,使其喪失三磷酸鳥苷酸(GPT)激酶活性,致GTP降解成二磷酸鳥苷酸(GDP)的速度減慢,持續的激活靶分子,使細胞持續增殖,從而導致癌的形成。c-myc編碼一種轉錄因子,與細胞周期由G。期向G期的轉變有關,C-myc的擴增和過度表達,使其喪失了轉錄控制能力,以致促使細胞大量增殖。C-erb-B2編碼一種細胞表面蛋白,結構與表皮生長因子受體(EGFR)相似,在乳腺癌和卵巢癌的發生中起重要作用]。還有一些癌基因女口int2、fms、mdd、akt2、C-f0s、H-ras、raf一1等,在卵巢癌中偶爾擴增,但並不被認為起重要作用。p53基因是目前研究最深入的抑癌基因,30%~80%的卵巢癌患者存在p53突變。p53其功能好比“分子警察”,監視著細胞基因組的完整性,如果DNA受損,則p53基因通過轉錄調控機制使細胞分裂停滯於G期,以便細胞有足夠的時間修復損傷,若修復失敗,則啟動程式化死亡而引發細胞自盡,即細胞凋亡。此外,p53蛋白的積累可能加速原發腫瘤的轉移和擴散。p53缺陷對化療的耐受有決定意義。多腫瘤抑制基因(MTS1)是人們發現的第一個直接參與細胞周期調控的抑癌基因,其編碼蛋白為p16,通過與細胞周期素(cyclinD1)競爭性結合細胞周期素依賴激酶(CDK4),從而使CDK4失活阻止細胞由G期進入S期,進而抑制細胞分裂並阻止其向惡性方向發展。

2、卵巢癌易感基因治療機制

腫瘤的發生是多因素、多步驟過程,包括了癌基因的激活和(或)抑癌基因的失活而導致細胞增殖增強與凋亡受到抑制。卵巢癌的發生亦是與細胞增殖分化相關的癌易感基因、抑癌基因多階段相互作用的結果,如:erbB、C-myc、K-ras等癌基因的突變與擴增和(或)抑癌基因RB、p53、p16等的功能喪失均可導致腫瘤發生。通過易感基因治療即把正常基因或重組治療基因經分子生物學技術手段轉入異常細胞的DNA系統中,以抑制致病基因表達或修復缺陷基因表達,起到治療作用J。目前,卵巢癌基因治療方案主要有:自殺基因治療、基因表達封閉、多藥耐藥基因治療和聯合基因治療。

3、卵巢癌易感基因治療載體

實現腫瘤基因治療的關鍵是要使用高效、安全的基因導人系統。常用病毒和非病毒系統作為基因導人載體。病毒載體能有效地將原位基因導人腫瘤細胞中,這種帶有抗癌基因並特異性殺傷腫瘤細胞的病毒被稱之為基因一病毒系統。體內外實驗表明,腺病毒介導的卵巢癌轉基因治療能有效抑制卵巢癌細胞生長,並延長卵巢癌小鼠模型生存期]。非病毒的質粒內插入具有治療作用的目的基因及所有順式調控元件如啟動子、增強子及沉默子序列和轉錄處理信號時,就可用於哺乳細胞的轉染,當含有一個病毒複製子時,即可指導質粒在靶細胞核中擴增。質粒與病毒載體相比,雖然基因轉染率較低,但不會整合人宿主的基因組而產生致病的野生型病毒。近年來以質粒為載體的基因治療多使用陽離子脂質體為導人介質,目前陽離子脂質體介導的轉基因治療卵巢癌已進入I期臨床試驗。
基因載體系統增強抗癌能力的方法有:
①在載體上攜帶多種治療基因聯合作用,以提高病毒對癌細胞的殺傷力;
②修飾載體的外殼蛋白使其特定地與腫瘤細胞結合,並增加其對腫瘤細胞的親和力;
③調控載體的腫瘤特異性啟動子或增強子,使治療基因的表達限於腫瘤細胞,避免對非腫瘤細胞造成傷害。
理想的靶向性基因轉移載體一直是學者們努力的方向。基因重組技術可利用腫瘤細胞表面一些特異性高表達的受體或抗原,編碼與這些受體或抗原特異性結合的基因片段插入到病毒外殼糖蛋白(Env)基因中,使該載體表面出現一種嵌合Env,從而提高病毒對宿主細胞的親和性,同時降低它與非靶細胞結合的機會。結構蛋白VP22是I型單純皰疹病毒的主要殼膜蛋白,有細胞間擴散作用的特性,可改善基因治療效率。VP22和胸苷激酶(tk)融合基因及丙氧鳥苷自殺基因系統對腫瘤細胞具有特異靶向性生長抑制作用,利用卵巢癌細胞表面高表達的I型跨膜粘蛋白MUC1,將抗MUC1單鏈抗體ScFv與VP22載體的包膜結構VSVG的轉膜區和胞質區部分構建到一起,以此膜結構包裝的目的基因VP222tk能靶向性的結合併殺傷表達MUC1的卵巢癌腫瘤細胞。
近年來研究發現,柯薩奇腺病毒受體(CAR)在病毒細胞的入口中起決定作用,在腺病毒載體的臨床實驗中,CAR表達水平上調有利於腺病毒基因系統導人卵巢癌細胞系,並增強表達p53腺病毒的細胞毒作用,該作用是由於CAR是細胞黏附蛋白,並可分裂細胞與細胞間的連線,因而使腺病毒基因系統更易導人癌細胞。此外,在卵巢癌細胞系和原發卵巢癌中表達的CIM0是腫瘤壞死因子受體超家族成員之一,在CD40腺病毒靶向系統中可增加靶基因融合蛋白的數量並有劑量依賴性,CD40介導的載體病毒轉染可被用於不依賴CAR途徑的基因轉換,這就解決了cAR表達水平低的腫瘤細胞基因轉染問題。

4、卵巢癌易感基因治療策略

4.1自殺基因治療自殺基因治療卵巢癌是近年來研究的熱點,其中有組織特異性啟動子OSP一1(ova一specificpromoter一1)參與調控,使自殺基因單純皰疹病毒胸苷激酶(erpessimplexvirusthymi-dinekinase,HSV-tk)與前體藥物無環鳥苷(ganci-clovir,GCV)結合,HSV-tk/GCV通過轉染腫瘤細胞使tk基因在癌變的組織或細胞中特異地表達,從而使無毒的前體藥物GCV轉化為有細胞毒性的磷酸化的GCV產物,抑制DNA酶活性,阻止DNA合成,進而殺滅腫瘤細胞。HSV-tk抗腫瘤效應的另一原理是“旁觀者效應(bystandereffect)”,即轉導細胞對非轉導細胞的細胞毒作用。已證實腺病毒介導的HSV-tk基因治療裸鼠間皮瘤、結直腸癌、卵巢癌實驗中可使腫瘤消退。體外研究結果顯示:與間皮細胞結合的HSV-tk對GCV殺滅腫瘤細胞的作用非常敏感,能增強GCV的“旁觀者效應”,使腫瘤生長受到明顯抑制。
4.2基因表達封閉--RNA干擾(RNAi)RNAi在哺乳類動物細胞中是利用同源雙鏈小干擾RNA(smallinterferenceRNA,siRNA)誘導特異性基因表達抑制,其主要發生於轉錄後基因水平,所以又稱為轉錄後基因沉默(posttranscriptiongenesilencing,PTGS)。雙鏈RNA(doublestrandRNA,dsRNA)首先被切割為siRNA,siRNA與一些蛋白形成RNA引導的沉默複合物(RNAinducedsilencingcomplex,RISC),介導基因表達沉默。由於RNAi的特異性、高效性、方便性,已成為研究基因功能、腫瘤基因治療的新方法。Wani等[20利用RNAi技術抑制肝細胞刺激因子在卵巢癌透明細胞瘤中的表達,使其mRNA水平分別降低45%,並誘導其細胞凋亡增加。Bignotti等將脂肪酸合酶(fattyacidsynthase,FAS)的siRNA轉染到培養的卵巢癌SKOV3細胞中,導致FAS基因的表達沉默,與對照組相比,HER2的表達下降60%並誘導細胞凋亡。以上研究結果表明,利用RNAi技術對於治療和預防卵巢癌具有一定的作用並顯示出巨大的發展潛力。
4.3多藥耐藥基因治療化療是治療卵巢癌的常用和有效的手段,但腫瘤細胞對多種化療藥物產生交叉抗藥性(multidrugresistance,MDR),是造成化療失敗的主要原因。P糖蛋白(P-glycoprotein,一gp)在卵巢癌細胞中過表達,與卵巢癌化療的多藥耐藥的發生密切相關,而P-gP被MDR基因所編碼。研究者利用反義寡脫氧核苷酸(antisenseoli-g0de0xynucle0tides,ODNs)抑制MDR基因而降低P-gp的轉錄,其中雙鏈ODNs比單鏈ODNs作用更有效,可阻遏卵巢癌細胞A2780中P-gP的表達,提高腫瘤細胞對化療藥物的敏感性。Bcl一2基因在卵巢癌細胞中高表達並參與化學藥物耐藥的發生,E1A基因聯合反義寡核苷酸Bcl一2(antisenseoligo-nucleotideBcl一2,Bcl一2一ASO)治療卵巢癌可明顯促進癌細胞凋亡(凋亡能力的提高主要是由於細胞色素c的釋放以及Bcl一2一ASO激活caspase一9所致),抑制癌細胞增殖,減少耐藥性的發生。
4.4聯合基因治療卵巢癌的發生是多種致病因素相互作用的結果,針對一種因素的治療往往不能使腫瘤的生長受到明顯抑制,而各種自殺基因系統發揮作用的機制並不相同。比如CD和HSV-tk融合蛋白的表達可使抑制腫瘤的效應明顯增高。自殺基因發揮旁觀者效應主要取決於機體自身的免疫力即免疫反應的強弱,自殺基因系統可分別與粒細胞一巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)、白細胞介素2(IL一2)、干擾素(IFN)等免疫細胞因子有效結合,一方面對腫瘤細胞有直接殺傷作用,另一方面又可使機體對腫瘤的免疫應答提高,發揮其旁觀者效應從而使腫瘤生長受到抑制。針對卵巢癌的RNAi技術可同時抑制腫瘤發病的幾個關鍵基因,從而抑制腫瘤生長。

5、卵巢癌易感基因治療的臨床套用

由於實驗室的研究結果令人鼓舞,卵巢癌易感基因治療的臨床試驗正在進行中,目前已完成了利用不同的轉染途徑將目的基因套用於人卵巢癌的分子治療。
Haralambieva等在其I期臨床試驗中,利用逆轉錄病毒載體轉染BRCA1基因對復發性晚期卵巢癌患者進行臨床治療,觀察到載體穩定表達,抗體反應很小,腫瘤消退。但在其Ⅱ期臨床試驗中,在對未廣泛轉移的早期卵巢癌患者,套用同樣的方法,由於載體表達不穩定和很快產生抗體反應,不得不終止治療。他們認為免疫系統狀態在基因治療的有效性上起到關鍵作用。Menczer等利用未改進的腺病毒載體介導轉染HSV-tk基因於復發性卵巢癌患者,29%的病例有一過陛可控制的與載體有關的發熱。Psyrri等利用腺病毒載體將野生型p53基因轉入復發性卵巢癌患者的腹腔,患者有可接受的毒性,與順鉑結合治療,可使血CA下降和症狀改善。

6、悅送科技關於卵巢癌易感基因治療的展望

基因治療為卵巢癌的治療展現了一個極有希望的前景,無論是在動物試驗或前臨床試驗中,卵巢癌基因治療的方法、思路正在不斷創新與完善。但易感基因治療本身還存在著許多問題,如:載體轉導的效率低、穩定性不佳及不能有效定位於靶組織或靶器官等。另外,多數腫瘤的形成都不是單一的基因突變,那么以單一突變基因為靶向的治療很難控制整個腫瘤,所以需要加強多基因為靶向的實驗研究。學者們正針對卵巢癌基因治療中存在的一些問題如載體的改良、目的基因的靶向性等進行更加深入的研究,悅送科技相信隨著分子生物學理論和技術的發展,人類將開闢卵巢癌基因治療的新紀元,卵巢癌易感基因治療必將能夠成為一種常規的、有效的治療手段。

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