- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
INTRODUCTIONGene therapy holds cons
INTRODUCTION
Gene therapy holds considerable potential for the treatment
of both hereditary genetic disorders and infectious diseases.
Human gene therapy is defined as the introduction of new
genetic material into the cells of an individual with the intention
of producing a therapeutic benefit for the patient (4, 7,
90). Gene therapy is being investigated as an alternative treatment
for a wide range of infectious diseases that are not amenable
to standard clinical management (4, 7, 35, 51, 83, 94, 96,
99, 137, 138, 151). Gene therapy for infectious diseases requires
the introduction of genes designed to specifically block
or inhibit the gene expression or function of gene products,
such that the replication of the infectious agent is blocked or
limited. In addition to this intracellular intervention, gene therapy
may be used to intervene in the spread of the infectious
agent at the extracellular level. This could be achieved by
sustained expression in vivo of a secreted inhibitory protein or
by stimulation of a specific immune response.
Approaches to gene therapy for infectious diseases can be
divided into three broad categories: (i) gene therapies based
on nucleic acid moieties, including antisense DNA and RNA,
RNA decoys, and catalytic RNA moieties (ribozymes); (ii)
protein approaches such as transdominant negative proteins
(TNPs) and single-chain antibodies; and (iii) immunotherapeutic
approaches involving genetic vaccines or pathogen-specific
lymphocytes. It is further possible that combinations of the
aforementioned approaches will be used simultaneously to inhibit
multiple stages of the viral life cycle. The extent to which
gene therapy will be effective against infectious agents is the
direct result of several key factors: (i) selection of the appropriate
target cell or tissue for gene therapy; (ii) the efficiency of
* Corresponding author. Mailing address: Clinical Gene Therapy
Branch, National Human Genome Research Institute, Building 10,
Room 10C103, 9000 Rockville Pike, Bethesda, MD 20892-1851.
Phone: (301) 402-1830. Fax: (301) 402-1921. E-mail: rmorgan@nhgri
.nih.gov.
† Present address: Institute of Molecular Medicine, W512 Children’s
Hospital Research Foundation, The Ohio State University, Columbus,
OH 43205-2696.
42
the gene delivery system; (iii) appropriate expression, regulation,
and stability of the gene therapy product(s); and (iv) the
efficiency of the inhibition of replication by the gene inhibition
product. Since the majority of efforts aimed at developing
infectious-disease gene therapy strategies are aimed at inhibiting
the human immunodeficiency virus (HIV), anti-HIV gene
therapy will be discussed extensively. The underlying concepts
described for these anti-HIV studies can be extrapolated to
other infectious agents.
NUCLEIC ACID-BASED GENETIC THERAPY
Antisense DNA and RNA
Antisense nucleic acids utilize Watson-Crick nucleic acid
base pairing to block gene expression in a sequence-specific
fashion. Antisense transcripts can be designed to specifically
target various regions of the genome of the infectious agent.
Although the mechanism of antisense nucleic acid-mediated
inhibition of gene expression is not completely understood, it is
hypothesized that RNA duplexes (antisense RNA and target
RNA) are degraded by RNase or that the duplex sequence
blocks translation of the mRNA. Synthetic antisense DNA
oligonucleotides and oligonucleotide analogs which inhibit the
replication of several infectious agents have also been designed
(1, 3, 5, 12, 29, 44, 48, 62, 73, 76, 89, 97, 139). However, their
use for the inhibition of gene expression has been extremely
limited because uptake of free oligonucleotides from the extracellular
environment is extremely inefficient and because
cells can rapidly degrade oligonucleotides, so that any inhibitory
activity is transient. Stable intracellular expression of antisense
sequences is currently the most efficient method by
which antisense nucleic acid technology can be used to inhibit
gene expression. A general advantage of the use of antisense
RNAs (and also ribozymes, RNA decoys, and DNA oligonucleotides)
for gene therapy is their lack of immunogenicity.
Consequently, cells engineered to produce antisense genes will
not be eliminated by the immune system of the recipient.
Ribozymes
Ribozymes are antisense RNA molecules that have catalytic
activity. They function by binding to the target moiety through
antisense sequence-specific hybridization and inactivating it by
cleaving the phosphodiester backbone at a specific site. The
two most thoroughly studied ribozymes are the hammerhead
and hairpin ribozymes (the names are derived from their theoretical
secondary structures). Hammerhead ribozymes cleave
RNA at the nucleotide sequence U-H (H 5 A, C, or U) by
hydrolysis of a 39-59 phosphodiester bond, while hairpin ribozymes
utilize the nucleotide sequence C-U-G as their cleavage
site (15, 20, 143). A distinct advantage of ribozymes is that
they are not consumed during the target cleavage reaction and
so a single ribozyme can inactivate a large number of target
molecules. Additionally, ribozymes can be generated from very
small transcriptional units; therefore, multiple ribozymes targeting
different genomic regions could be used in the same
vector. Due to their unique catalytic properties, ribozymes
have the potential to be highly efficient inhibitors of gene
expression, even at low concentrations. Ribozymes also have
greater sequence specificity than antisense RNA because the
target must have the correct target sequence to allow binding
and the cleavage site must be present in the right position.
However, the functionality and the extent of catalytic activity
that ribozymes actually have for their RNA targets in vivo are
presently unclear. The development of ribozymes that colocalize
in the same subcellular compartment as their target may
further increase their effectiveness (135).
A significant limitation of the use of ribozymes for gene
therapy is that they are composed of RNA and are therefore
susceptible to degradative enzymes (RNase). The development
of a ribozyme that is resistant to degradative nucleases should
increase the effectiveness of ribozyme-based therapy by increasing
the intracellular stability of the ribozymes in the infected
cell. Increased stability of ribozymes may be accomplished
by creating a high level of secondary structure within
the RNA through the incorporation of stem-loop structures on
either side of a ribozyme.
RNA Decoys
Overexpressed short RNA molecules corresponding to critical
cis-acting regulatory elements can be used as decoys for
trans-activating proteins, thus preventing binding of these trans
activators to their corresponding cis-acting elements in the
viral genome (133, 134). One advantage that RNA decoys have
over the other nucleic acid-based strategies is that the decoys
are less likely to be affected by variability of the infectious
agent because any mutations in the trans-activating protein
affect not only binding to the decoys but also binding to the
endogenous targets. However, there is some question whether
RNA decoy strategies will be as benign to the cell physiology as
antisense RNAs, since it has been postulated that cellular
factors may associate with them (133). It has previously been
demonstrated that a cellular factor termed loop-binding protein
is an absolute requirement for Tat-mediated transactivation
in an HIV-infected cell (85). It is plausible that RNA
decoys do not function by sequestering either the Tat or Rev
protein but act by sequestering these cellular factors such as
loop-binding protein. The potential sequestration of cellular
proteins by RNA decoys raises concern about whether overexpression
of RNA transcripts may have deleterious effects on
cell viability or function. The safety of intracellular immunization
based on RNA decoys will have to be established as
rigorously as for protein-based antiviral gene therapy strategies.
PROTEIN-BASED APPROACHES TO GENE THERAPY
Transdominant Negative Proteins
TNPs are mutant versions of regulatory or structural proteins
that display a dominant negative phenotype that can
inhibit the replication of infectious agents. By definition, such
mutants not only lack intrinsic wild-type activity but also inhibit
the function of their cognate wild-type protein in trans. Inhibition
may occur because the mutant competes for an essential
substrate or cofactor that is available in limiting amounts;
alternatively, for proteins that form multimeric complexes, the
mutant may associate with wild-type monomers to form an
inactive mixed multimer (50). A potential drawback of the use
of transdominant viral proteins is their possible immunogenicity
when expressed by the transduced cells. The engineered
cells may consequently induce an immune system response
that might result in their own destruction. This may diminish
the efficacy of antiviral gene therapy with transdominant proteins.
The use of nonviral cellular proteins might overcome this
drawback.
Anti-Infectious Cellular Proteins
Proteins that are derived from normal cellular genes and
exhibit specific gene inhibitory activity have been identified.
These activities may act by preventing the binding of the in-
VOL. 11, 1998 GENE THERAPY FOR INFECTIOUS DISEASES 43
fectious agent to cells, by binding directly to the regulatory or
structural proteins, or indirectly by inducing or repressing cellular
factors that in turn influence viral gene expression. One of
the most successful in vitro uses of endogenous cellular proteins
to inhibit an infectious agent is the use of a soluble
version of the HIV receptor CD4 (sCD4) (9, 18, 19, 36, 42, 54,
92, 103, 140). However, the use of sCD4 for the gene therapy
of HIV infection in a clinical setting has been disappointin
Gene therapy holds considerable potential for the treatment
of both hereditary genetic disorders and infectious diseases.
Human gene therapy is defined as the introduction of new
genetic material into the cells of an individual with the intention
of producing a therapeutic benefit for the patient (4, 7,
90). Gene therapy is being investigated as an alternative treatment
for a wide range of infectious diseases that are not amenable
to standard clinical management (4, 7, 35, 51, 83, 94, 96,
99, 137, 138, 151). Gene therapy for infectious diseases requires
the introduction of genes designed to specifically block
or inhibit the gene expression or function of gene products,
such that the replication of the infectious agent is blocked or
limited. In addition to this intracellular intervention, gene therapy
may be used to intervene in the spread of the infectious
agent at the extracellular level. This could be achieved by
sustained expression in vivo of a secreted inhibitory protein or
by stimulation of a specific immune response.
Approaches to gene therapy for infectious diseases can be
divided into three broad categories: (i) gene therapies based
on nucleic acid moieties, including antisense DNA and RNA,
RNA decoys, and catalytic RNA moieties (ribozymes); (ii)
protein approaches such as transdominant negative proteins
(TNPs) and single-chain antibodies; and (iii) immunotherapeutic
approaches involving genetic vaccines or pathogen-specific
lymphocytes. It is further possible that combinations of the
aforementioned approaches will be used simultaneously to inhibit
multiple stages of the viral life cycle. The extent to which
gene therapy will be effective against infectious agents is the
direct result of several key factors: (i) selection of the appropriate
target cell or tissue for gene therapy; (ii) the efficiency of
* Corresponding author. Mailing address: Clinical Gene Therapy
Branch, National Human Genome Research Institute, Building 10,
Room 10C103, 9000 Rockville Pike, Bethesda, MD 20892-1851.
Phone: (301) 402-1830. Fax: (301) 402-1921. E-mail: rmorgan@nhgri
.nih.gov.
† Present address: Institute of Molecular Medicine, W512 Children’s
Hospital Research Foundation, The Ohio State University, Columbus,
OH 43205-2696.
42
the gene delivery system; (iii) appropriate expression, regulation,
and stability of the gene therapy product(s); and (iv) the
efficiency of the inhibition of replication by the gene inhibition
product. Since the majority of efforts aimed at developing
infectious-disease gene therapy strategies are aimed at inhibiting
the human immunodeficiency virus (HIV), anti-HIV gene
therapy will be discussed extensively. The underlying concepts
described for these anti-HIV studies can be extrapolated to
other infectious agents.
NUCLEIC ACID-BASED GENETIC THERAPY
Antisense DNA and RNA
Antisense nucleic acids utilize Watson-Crick nucleic acid
base pairing to block gene expression in a sequence-specific
fashion. Antisense transcripts can be designed to specifically
target various regions of the genome of the infectious agent.
Although the mechanism of antisense nucleic acid-mediated
inhibition of gene expression is not completely understood, it is
hypothesized that RNA duplexes (antisense RNA and target
RNA) are degraded by RNase or that the duplex sequence
blocks translation of the mRNA. Synthetic antisense DNA
oligonucleotides and oligonucleotide analogs which inhibit the
replication of several infectious agents have also been designed
(1, 3, 5, 12, 29, 44, 48, 62, 73, 76, 89, 97, 139). However, their
use for the inhibition of gene expression has been extremely
limited because uptake of free oligonucleotides from the extracellular
environment is extremely inefficient and because
cells can rapidly degrade oligonucleotides, so that any inhibitory
activity is transient. Stable intracellular expression of antisense
sequences is currently the most efficient method by
which antisense nucleic acid technology can be used to inhibit
gene expression. A general advantage of the use of antisense
RNAs (and also ribozymes, RNA decoys, and DNA oligonucleotides)
for gene therapy is their lack of immunogenicity.
Consequently, cells engineered to produce antisense genes will
not be eliminated by the immune system of the recipient.
Ribozymes
Ribozymes are antisense RNA molecules that have catalytic
activity. They function by binding to the target moiety through
antisense sequence-specific hybridization and inactivating it by
cleaving the phosphodiester backbone at a specific site. The
two most thoroughly studied ribozymes are the hammerhead
and hairpin ribozymes (the names are derived from their theoretical
secondary structures). Hammerhead ribozymes cleave
RNA at the nucleotide sequence U-H (H 5 A, C, or U) by
hydrolysis of a 39-59 phosphodiester bond, while hairpin ribozymes
utilize the nucleotide sequence C-U-G as their cleavage
site (15, 20, 143). A distinct advantage of ribozymes is that
they are not consumed during the target cleavage reaction and
so a single ribozyme can inactivate a large number of target
molecules. Additionally, ribozymes can be generated from very
small transcriptional units; therefore, multiple ribozymes targeting
different genomic regions could be used in the same
vector. Due to their unique catalytic properties, ribozymes
have the potential to be highly efficient inhibitors of gene
expression, even at low concentrations. Ribozymes also have
greater sequence specificity than antisense RNA because the
target must have the correct target sequence to allow binding
and the cleavage site must be present in the right position.
However, the functionality and the extent of catalytic activity
that ribozymes actually have for their RNA targets in vivo are
presently unclear. The development of ribozymes that colocalize
in the same subcellular compartment as their target may
further increase their effectiveness (135).
A significant limitation of the use of ribozymes for gene
therapy is that they are composed of RNA and are therefore
susceptible to degradative enzymes (RNase). The development
of a ribozyme that is resistant to degradative nucleases should
increase the effectiveness of ribozyme-based therapy by increasing
the intracellular stability of the ribozymes in the infected
cell. Increased stability of ribozymes may be accomplished
by creating a high level of secondary structure within
the RNA through the incorporation of stem-loop structures on
either side of a ribozyme.
RNA Decoys
Overexpressed short RNA molecules corresponding to critical
cis-acting regulatory elements can be used as decoys for
trans-activating proteins, thus preventing binding of these trans
activators to their corresponding cis-acting elements in the
viral genome (133, 134). One advantage that RNA decoys have
over the other nucleic acid-based strategies is that the decoys
are less likely to be affected by variability of the infectious
agent because any mutations in the trans-activating protein
affect not only binding to the decoys but also binding to the
endogenous targets. However, there is some question whether
RNA decoy strategies will be as benign to the cell physiology as
antisense RNAs, since it has been postulated that cellular
factors may associate with them (133). It has previously been
demonstrated that a cellular factor termed loop-binding protein
is an absolute requirement for Tat-mediated transactivation
in an HIV-infected cell (85). It is plausible that RNA
decoys do not function by sequestering either the Tat or Rev
protein but act by sequestering these cellular factors such as
loop-binding protein. The potential sequestration of cellular
proteins by RNA decoys raises concern about whether overexpression
of RNA transcripts may have deleterious effects on
cell viability or function. The safety of intracellular immunization
based on RNA decoys will have to be established as
rigorously as for protein-based antiviral gene therapy strategies.
PROTEIN-BASED APPROACHES TO GENE THERAPY
Transdominant Negative Proteins
TNPs are mutant versions of regulatory or structural proteins
that display a dominant negative phenotype that can
inhibit the replication of infectious agents. By definition, such
mutants not only lack intrinsic wild-type activity but also inhibit
the function of their cognate wild-type protein in trans. Inhibition
may occur because the mutant competes for an essential
substrate or cofactor that is available in limiting amounts;
alternatively, for proteins that form multimeric complexes, the
mutant may associate with wild-type monomers to form an
inactive mixed multimer (50). A potential drawback of the use
of transdominant viral proteins is their possible immunogenicity
when expressed by the transduced cells. The engineered
cells may consequently induce an immune system response
that might result in their own destruction. This may diminish
the efficacy of antiviral gene therapy with transdominant proteins.
The use of nonviral cellular proteins might overcome this
drawback.
Anti-Infectious Cellular Proteins
Proteins that are derived from normal cellular genes and
exhibit specific gene inhibitory activity have been identified.
These activities may act by preventing the binding of the in-
VOL. 11, 1998 GENE THERAPY FOR INFECTIOUS DISEASES 43
fectious agent to cells, by binding directly to the regulatory or
structural proteins, or indirectly by inducing or repressing cellular
factors that in turn influence viral gene expression. One of
the most successful in vitro uses of endogenous cellular proteins
to inhibit an infectious agent is the use of a soluble
version of the HIV receptor CD4 (sCD4) (9, 18, 19, 36, 42, 54,
92, 103, 140). However, the use of sCD4 for the gene therapy
of HIV infection in a clinical setting has been disappointin
0/5000
INTRODUCTIONGene therapy holds considerable potential for the treatmentof both hereditary genetic disorders and infectious diseases.Human gene therapy is defined as the introduction of newgenetic material into the cells of an individual with the intentionof producing a therapeutic benefit for the patient (4, 7,90). Gene therapy is being investigated as an alternative treatmentfor a wide range of infectious diseases that are not amenableto standard clinical management (4, 7, 35, 51, 83, 94, 96,99, 137, 138, 151). Gene therapy for infectious diseases requiresthe introduction of genes designed to specifically blockor inhibit the gene expression or function of gene products,such that the replication of the infectious agent is blocked orlimited. In addition to this intracellular intervention, gene therapymay be used to intervene in the spread of the infectiousagent at the extracellular level. This could be achieved bysustained expression in vivo of a secreted inhibitory protein orby stimulation of a specific immune response.Approaches to gene therapy for infectious diseases can bedivided into three broad categories: (i) gene therapies basedon nucleic acid moieties, including antisense DNA and RNA,RNA decoys, and catalytic RNA moieties (ribozymes); (ii)protein approaches such as transdominant negative proteins(TNPs) and single-chain antibodies; and (iii) immunotherapeuticapproaches involving genetic vaccines or pathogen-specificlymphocytes. It is further possible that combinations of theaforementioned approaches will be used simultaneously to inhibitmultiple stages of the viral life cycle. The extent to whichgene therapy will be effective against infectious agents is thedirect result of several key factors: (i) selection of the appropriatetarget cell or tissue for gene therapy; (ii) the efficiency of* Corresponding author. Mailing address: Clinical Gene TherapyBranch, National Human Genome Research Institute, Building 10,Room 10C103, 9000 Rockville Pike, Bethesda, MD 20892-1851.Phone: (301) 402-1830. Fax: (301) 402-1921. E-mail: rmorgan@nhgri.nih.gov.† Present address: Institute of Molecular Medicine, W512 Children’sHospital Research Foundation, The Ohio State University, Columbus,OH 43205-2696.42the gene delivery system; (iii) appropriate expression, regulation,and stability of the gene therapy product(s); and (iv) theefficiency of the inhibition of replication by the gene inhibitionproduct. Since the majority of efforts aimed at developinginfectious-disease gene therapy strategies are aimed at inhibitingthe human immunodeficiency virus (HIV), anti-HIV genetherapy will be discussed extensively. The underlying conceptsdescribed for these anti-HIV studies can be extrapolated toother infectious agents.NUCLEIC ACID-BASED GENETIC THERAPYAntisense DNA and RNAAntisense nucleic acids utilize Watson-Crick nucleic acidbase pairing to block gene expression in a sequence-specificfashion. Antisense transcripts can be designed to specificallytarget various regions of the genome of the infectious agent.Although the mechanism of antisense nucleic acid-mediatedinhibition of gene expression is not completely understood, it ishypothesized that RNA duplexes (antisense RNA and targetRNA) are degraded by RNase or that the duplex sequenceblocks translation of the mRNA. Synthetic antisense DNAoligonucleotides and oligonucleotide analogs which inhibit thereplication of several infectious agents have also been designed(1, 3, 5, 12, 29, 44, 48, 62, 73, 76, 89, 97, 139). However, theiruse for the inhibition of gene expression has been extremelylimited because uptake of free oligonucleotides from the extracellularenvironment is extremely inefficient and becausecells can rapidly degrade oligonucleotides, so that any inhibitoryactivity is transient. Stable intracellular expression of antisensesequences is currently the most efficient method bywhich antisense nucleic acid technology can be used to inhibitgene expression. A general advantage of the use of antisenseRNAs (and also ribozymes, RNA decoys, and DNA oligonucleotides)for gene therapy is their lack of immunogenicity.Consequently, cells engineered to produce antisense genes willnot be eliminated by the immune system of the recipient.RibozymesRibozymes are antisense RNA molecules that have catalyticactivity. They function by binding to the target moiety throughantisense sequence-specific hybridization and inactivating it bycleaving the phosphodiester backbone at a specific site. Thetwo most thoroughly studied ribozymes are the hammerheadand hairpin ribozymes (the names are derived from their theoreticalsecondary structures). Hammerhead ribozymes cleaveRNA at the nucleotide sequence U-H (H 5 A, C, or U) byhydrolysis of a 39-59 phosphodiester bond, while hairpin ribozymesutilize the nucleotide sequence C-U-G as their cleavagesite (15, 20, 143). A distinct advantage of ribozymes is thatthey are not consumed during the target cleavage reaction andso a single ribozyme can inactivate a large number of targetmolecules. Additionally, ribozymes can be generated from verysmall transcriptional units; therefore, multiple ribozymes targetingdifferent genomic regions could be used in the samevector. Due to their unique catalytic properties, ribozymeshave the potential to be highly efficient inhibitors of geneexpression, even at low concentrations. Ribozymes also havegreater sequence specificity than antisense RNA because thetarget must have the correct target sequence to allow bindingand the cleavage site must be present in the right position.However, the functionality and the extent of catalytic activitythat ribozymes actually have for their RNA targets in vivo arepresently unclear. The development of ribozymes that colocalizein the same subcellular compartment as their target mayfurther increase their effectiveness (135).A significant limitation of the use of ribozymes for genetherapy is that they are composed of RNA and are thereforesusceptible to degradative enzymes (RNase). The developmentof a ribozyme that is resistant to degradative nucleases shouldincrease the effectiveness of ribozyme-based therapy by increasingthe intracellular stability of the ribozymes in the infectedcell. Increased stability of ribozymes may be accomplishedby creating a high level of secondary structure withinthe RNA through the incorporation of stem-loop structures oneither side of a ribozyme.RNA DecoysOverexpressed short RNA molecules corresponding to criticalcis-acting regulatory elements can be used as decoys fortrans-activating proteins, thus preventing binding of these transactivators to their corresponding cis-acting elements in theviral genome (133, 134). One advantage that RNA decoys haveover the other nucleic acid-based strategies is that the decoysare less likely to be affected by variability of the infectiousagent because any mutations in the trans-activating proteinaffect not only binding to the decoys but also binding to theendogenous targets. However, there is some question whetherRNA decoy strategies will be as benign to the cell physiology asantisense RNAs, since it has been postulated that cellularfactors may associate with them (133). It has previously beendemonstrated that a cellular factor termed loop-binding proteinis an absolute requirement for Tat-mediated transactivationin an HIV-infected cell (85). It is plausible that RNAdecoys do not function by sequestering either the Tat or Revprotein but act by sequestering these cellular factors such asloop-binding protein. The potential sequestration of cellularproteins by RNA decoys raises concern about whether overexpressionof RNA transcripts may have deleterious effects oncell viability or function. The safety of intracellular immunizationbased on RNA decoys will have to be established asrigorously as for protein-based antiviral gene therapy strategies.PROTEIN-BASED APPROACHES TO GENE THERAPYTransdominant Negative ProteinsTNPs are mutant versions of regulatory or structural proteinsthat display a dominant negative phenotype that caninhibit the replication of infectious agents. By definition, suchmutants not only lack intrinsic wild-type activity but also inhibitthe function of their cognate wild-type protein in trans. Inhibitionmay occur because the mutant competes for an essentialsubstrate or cofactor that is available in limiting amounts;alternatively, for proteins that form multimeric complexes, themutant may associate with wild-type monomers to form aninactive mixed multimer (50). A potential drawback of the useof transdominant viral proteins is their possible immunogenicitywhen expressed by the transduced cells. The engineeredcells may consequently induce an immune system responsethat might result in their own destruction. This may diminishthe efficacy of antiviral gene therapy with transdominant proteins.The use of nonviral cellular proteins might overcome thisdrawback.Anti-Infectious Cellular ProteinsProteins that are derived from normal cellular genes andexhibit specific gene inhibitory activity have been identified.These activities may act by preventing the binding of the in-VOL. 11, 1998 GENE THERAPY FOR INFECTIOUS DISEASES 43fectious agent to cells, by binding directly to the regulatory orstructural proteins, or indirectly by inducing or repressing cellularfactors that in turn influence viral gene expression. One ofthe most successful in vitro uses of endogenous cellular proteinsto inhibit an infectious agent is the use of a solubleversion of the HIV receptor CD4 (sCD4) (9, 18, 19, 36, 42, 54,92, 103, 140). However, the use of sCD4 for the gene therapyof HIV infection in a clinical setting has been disappointin
การแปล กรุณารอสักครู่..
บทนำ
ยีนบำบัดถือศักยภาพมากสำหรับการรักษา
ความผิดปกติทางพันธุกรรมทั้งทางพันธุกรรมและโรคติดเชื้อ.
การรักษาด้วยยีนของมนุษย์ถูกกำหนดให้เป็นการแนะนำของใหม่
สารพันธุกรรมเป็นเซลล์ของบุคคลที่มีความตั้งใจ
ในการผลิตได้รับประโยชน์ในการรักษาสำหรับผู้ป่วย (4, 7,
90) ยีนบำบัดจะถูกสอบสวนในฐานะที่เป็นทางเลือกการรักษา
ที่หลากหลายของโรคติดเชื้อที่ไม่ได้คล้อยตาม
ในการบริหารจัดการทางคลินิกมาตรฐาน (4, 7, 35, 51, 83, 94, 96,
99, 137, 138, 151) ยีนบำบัดสำหรับโรคติดเชื้อต้อง
แนะนำของยีนที่ได้รับการออกแบบโดยเฉพาะป้องกัน
หรือยับยั้งการแสดงออกของยีนหรือการทำงานของผลิตภัณฑ์ยีน
ดังกล่าวว่าการจำลองแบบของตัวแทนติดเชื้อถูกปิดกั้นหรือ
จำกัด นอกเหนือจากการแทรกแซงของเซลล์นี้ยีนบำบัด
อาจใช้ในการแทรกแซงในการแพร่กระจายของเชื้อ
ตัวแทนในระดับเซลล์ ซึ่งอาจทำได้โดย
การแสดงออกอย่างยั่งยืนในร่างกายของโปรตีนยับยั้งการหลั่งหรือ
. โดยการกระตุ้นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันเฉพาะ
แนวทางการรักษาด้วยยีนสำหรับโรคติดเชื้อสามารถ
แบ่งออกเป็นสามประเภทกว้าง: (i) การบำบัดยีนที่ใช้
ในกรดนิวคลีอิก moieties รวมทั้ง DNA และ RNA antisense,
ล่ออาร์เอ็นเอและอาร์เอ็นเอ moieties เร่งปฏิกิริยา (ไรโบไซ); (ii)
โปรตีนอื่น ๆ เช่นโปรตีนเชิงลบ transdominant
(TNPs) และแอนติบอดีเดียวโซ่; และ (iii) immunotherapeutic
วิธีการที่เกี่ยวข้องกับการฉีดวัคซีนทางพันธุกรรมหรือเชื้อโรคเฉพาะ
เซลล์เม็ดเลือดขาว มันเป็นไปได้ว่าต่อไปการรวมกันของ
วิธีการดังกล่าวจะได้รับการใช้งานร่วมกันในการยับยั้งการ
หลายขั้นตอนของวงจรชีวิตของเชื้อไวรัส ขอบเขตที่
ยีนบำบัดจะมีผลต่อการติดเชื้อเป็น
ผลโดยตรงจากปัจจัยสำคัญหลายประการ: (i) การเลือกที่เหมาะสม
เซลล์เป้าหมายหรือเนื้อเยื่อสำหรับการรักษาด้วยยีน (ii) ประสิทธิภาพของ
ผู้เขียนที่สอดคล้อง * ที่อยู่ทางไปรษณีย์: คลินิกยีนบำบัด
สาขามนุษยชนแห่งชาติสถาบันวิจัยจีโนมอาคาร 10
ห้อง 10C103, หอก 9000 Rockville, Bethesda, MD 20892-1851.
โทรศัพท์: (301) 402-1830 โทรสาร: (301) 402-1921 E-mail: rmorgan @ nhgri
.nih.gov.
†ปัจจุบันที่อยู่: สถาบันอณูแพทยศาสตร์เด็ก W512 ของ
มูลนิธิโรงพยาบาลวิจัยมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอโคลัมบัส
. OH 43205-2696
42
ระบบการจัดส่งของยีน (iii) การแสดงออกที่เหมาะสมระเบียบ
และความมั่นคงของผลิตภัณฑ์ยีนบำบัด (s); และ (iv)
ประสิทธิภาพของการยับยั้งการจำลองแบบโดยการยับยั้งยีน
สินค้า เนื่องจากส่วนใหญ่ของความพยายามมุ่งเป้าไปที่การพัฒนา
ติดเชื้อโรคกลยุทธ์ยีนบำบัดมีจุดมุ่งหมายเพื่อยับยั้ง
เชื้อไวรัสเอดส์ (HIV), ยีนต้านเอชไอวี
การรักษาด้วยจะมีการหารือกันอย่างกว้างขวาง แนวคิด
เหล่านี้อธิบายการศึกษาการป้องกันเอชไอวีสามารถประเมินการ
ติดเชื้ออื่น ๆ .
นิวคลีอิกกรด-BASED ทางพันธุกรรมบำบัด
Antisense DNA และ RNA
Antisense กรดนิวคลีอิกใช้วัตสันคริกกรดนิวคลีอิก
จับคู่ฐานเพื่อป้องกันการแสดงออกของยีนในลำดับเฉพาะ
แฟชั่น จิตบำบัด antisense สามารถออกแบบให้เฉพาะ
เป้าหมายภูมิภาคต่างๆของจีโนมของเชื้อ.
แม้ว่ากลไกของกรดนิวคลีอิกพึ่ง antisense
การยับยั้งการแสดงออกของยีนที่ไม่ได้เข้าใจอย่างสมบูรณ์ก็จะ
ตั้งสมมติฐานว่าแฝดอาร์เอ็นเอ (RNA antisense และเป้าหมาย
RNA) จะ สลายตัวโดย RNase หรือว่าลำดับเพล็กซ์
แปลบล็อกของ mRNA ดีเอ็นเอ antisense สังเคราะห์
oligonucleotides และ analogs oligonucleotide ซึ่งยับยั้งการ
จำลองแบบของการติดเชื้อหลายนอกจากนี้ยังได้รับการออกแบบ
(1, 3, 5, 12, 29, 44, 48, 62, 73, 76, 89, 97, 139) แต่พวกเขา
ใช้ในการยับยั้งการแสดงออกของยีนที่ได้รับมาก
จำกัด เพราะการดูดซึมของ oligonucleotides ฟรีจากนอก
สภาพแวดล้อมจะไม่มีประสิทธิภาพมากและเนื่องจาก
เซลล์อย่างรวดเร็วสามารถลด oligonucleotides เพื่อให้ยับยั้งใด ๆ
กิจกรรมชั่วคราว การแสดงออกในเซลล์ที่มีเสถียรภาพของ antisense
ลำดับปัจจุบันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดโดย
ที่ antisense กรดนิวคลีอิกเทคโนโลยีสามารถนำมาใช้ในการยับยั้งการ
แสดงออกของยีน ประโยชน์ทั่วไปของการใช้ antisense
RNAs (และไรโบไซ, ล่ออาร์เอ็นเอและ oligonucleotides DNA)
สำหรับการรักษาด้วยยีนของพวกเขาขาดภูมิคุ้มกัน.
ดังนั้นเซลล์วิศวกรรมการผลิตยีน antisense จะ
ไม่ถูกตัดออกจากระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับ
ไรโบไซ
ribozymes เป็นโมเลกุล RNA antisense ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี
กิจกรรม พวกเขาทำงานโดยการเชื่อมโยงไปครึ่งหนึ่งเป้าหมายที่ผ่าน
การผสมพันธุ์ลำดับเฉพาะ antisense และยับยั้งได้โดย
ฝ่ากระดูกสันหลัง phosphodiester ที่เว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจง
สอง ribozymes ศึกษามากที่สุดอย่างทั่วถึงมีแฮมเมอร์
ไรโบไซและกิ๊บ (ชื่อจะได้มาจากทฤษฎีของพวกเขา
โครงสร้างทุติยภูมิ) ฉลามไรโบไซยึด
อาร์เอ็นเอที่ลำดับนิวคลีโอ UH (H 5 A, C หรือ U) โดย
การย่อยสลายของพันธบัตร 39-59 phosphodiester ขณะที่ไรโบไซกิ๊บ
ใช้ CUG ลำดับนิวคลีโอเป็นความแตกแยกของพวกเขา
เว็บไซต์ (15, 20, 143) ประโยชน์ที่แตกต่างของไรโบไซคือการที่
พวกเขาจะไม่ใช้ไปในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาความแตกแยกเป้าหมายและ
เพื่อ ribozyme เดียวสามารถยับยั้งจำนวนมากของเป้าหมาย
โมเลกุล นอกจากนี้ไรโบไซสามารถสร้างขึ้นจากมาก
หน่วยถอดรหัสเล็ก ๆ น้อย ๆ ดังนั้นการกำหนดเป้าหมายไรโบไซหลาย
ภูมิภาคจีโนมที่แตกต่างกันสามารถนำมาใช้ในเดียวกัน
เวกเตอร์ เนื่องจากคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาของพวกเขาที่ไม่ซ้ำกัน, ไรโบไซ
มีศักยภาพที่จะเป็นตัวยับยั้งที่มีประสิทธิภาพสูงของยีนที่
แสดงออกแม้ในความเข้มข้นต่ำ ไรโบไซยังมี
ความจำเพาะลำดับมากกว่า RNA antisense เพราะ
เป้าหมายจะต้องมีเป้าหมายลำดับที่ถูกต้องเพื่อให้มีผลผูกพัน
และเว็บไซต์ที่แตกแยกจะต้องอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม.
อย่างไรก็ตามการทำงานและขอบเขตของการเร่งปฏิกิริยา
ที่ ribozymes จริงมีสำหรับอาร์เอ็นเอของพวกเขา เป้าหมายในร่างกายมีความ
ไม่ชัดเจนในปัจจุบัน การพัฒนาของไรโบไซที่ colocalize
ในช่อง subcellular เดียวกับเป้าหมายของพวกเขาอาจจะ
เพิ่มสูงขึ้นอีกประสิทธิภาพของพวกเขา (135).
ข้อ จำกัด ที่สำคัญของการใช้งานของไรโบไซยีน
บำบัดด้วยการที่พวกเขาจะประกอบด้วย RNA และดังนั้นจึง
ไวต่อเอนไซม์ย่อยสลาย (RNase ) การพัฒนา
ของ ribozyme ที่ทนต่อการย่อยสลาย nucleases ควร
เพิ่มประสิทธิภาพของการรักษา ribozyme ตามโดยการเพิ่ม
ความมั่นคงภายในเซลล์ของไรโบไซติดเชื้อใน
เซลล์ ความมั่นคงที่เพิ่มขึ้นของไรโบไซอาจทำได้
โดยการสร้างระดับสูงของโครงสร้างทุติยภูมิภายใน
RNA ผ่านการรวมตัวกันของโครงสร้างห่วงก้านบน
ทั้งสองข้างของ ribozyme.
อาร์เอ็นเอล่อ
overexpressed โมเลกุล RNA สั้นสอดคล้องกับที่สำคัญ
ถูกต้องทำหน้าที่กำกับดูแลองค์ประกอบสามารถนำมาใช้ เป็นล่อสำหรับ
โปรตีนทรานส์เปิดใช้งานดังนั้นการป้องกันที่มีผลผูกพันของทรานส์เหล่านี้
กระตุ้นองค์ประกอบ CIS-การแสดงของพวกเขาที่เกี่ยวข้องใน
จีโนมของไวรัส (133, 134) ข้อดีอย่างหนึ่งที่ล่อ RNA มี
มากกว่ากลยุทธ์กรดนิวคลีอิกที่ใช้อื่น ๆ ที่ล่อ
มีโอกาสน้อยที่จะได้รับผลกระทบจากความแปรปรวนของการติดเชื้อ
ตัวแทนเพราะการกลายพันธุ์ใด ๆ ในโปรตีนทรานส์เปิดใช้งาน
ไม่เพียง แต่ส่งผลกระทบต่อผลผูกพันที่จะล่อ แต่ยังผูกพันกับ
เป้าหมายภายนอก แต่มีคำถามบางอย่างไม่ว่าจะเป็น
อาร์เอ็นเอกลยุทธ์ล่อจะเป็นพิษเป็นภัยกับสรีรวิทยาของเซลล์เป็น
RNAs antisense เพราะมันได้รับการตั้งสมมติฐานว่าโทรศัพท์มือถือ
ปัจจัยที่อาจเชื่อมโยงกับพวกเขา (133) จะได้รับก่อนหน้านี้
แสดงให้เห็นว่าปัจจัยที่โทรศัพท์มือถือที่เรียกว่าโปรตีนห่วงผูกพัน
เป็นความต้องการที่แน่นอนสำหรับ transactivation ตาดพึ่ง
ในเซลล์ที่ติดเชื้อเอชไอวี (85) มันเป็นไปได้ว่าอาร์เอ็นเอ
ล่อไม่ทำงานโดย sequestering ทั้งตาดหรือเรฟ
โปรตีน แต่การกระทำโดย sequestering ปัจจัยโทรศัพท์มือถือเหล่านี้เช่น
โปรตีนห่วงผูกพัน อายัดศักยภาพของโทรศัพท์มือถือ
โดยการล่อโปรตีน RNA เพิ่มความกังวลเกี่ยวกับว่าแสดงออก
ของจิตบำบัด RNA อาจจะมีผลอันตรายใน
การมีชีวิตเซลล์หรือฟังก์ชั่น ความปลอดภัยของการสร้างภูมิคุ้มกันในเซลล์
บนพื้นฐานของล่ออาร์เอ็นเอจะต้องได้รับการจัดตั้งเป็น
อย่างจริงจังเป็นโปรตีนที่ใช้กลยุทธ์การรักษาด้วยยีนไวรัส.
แนวทางโปรตีนที่ใช้ในการยีนบำบัด
Transdominant โปรตีนลบ
TNPs รุ่นกลายพันธุ์ของโปรตีนกฎระเบียบหรือโครงสร้าง
ที่แสดงในเชิงลบที่โดดเด่น ฟีโนไทป์ที่สามารถ
ยับยั้งการจำลองแบบของการติดเชื้อ ตามคำนิยามดังกล่าว
กลายพันธุ์ไม่เพียง แต่ขาดกิจกรรมชนิดป่าที่แท้จริง แต่ยังยับยั้ง
การทำงานของพวกเขาคล้ายคลึงโปรตีนชนิดป่าในทรานส์ ยับยั้ง
อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการกลายพันธุ์สำหรับการแข่งขันที่สำคัญ
สารตั้งต้นหรือปัจจัยที่มีอยู่ในปริมาณที่ จำกัด ;
อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับโปรตีนที่รูปแบบคอมเพล็กซ์ multimeric,
กลายพันธุ์อาจเชื่อมโยงกับโมโนเมอร์ชนิดป่าในรูปแบบ
MulTimer ผสมใช้งาน (50) อุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้งาน
ของโปรตีนไวรัส transdominant เป็นภูมิคุ้มกันที่เป็นไปได้ของพวกเขา
เมื่อแสดงโดยเซลล์ transduced วิศวกรรม
เซลล์จึงอาจก่อให้เกิดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย
ที่อาจส่งผลในการทำลายตัวเอง นี้อาจลด
ประสิทธิภาพของการรักษาด้วยยีนต้านไวรัสกับโปรตีน transdominant.
การใช้โทรศัพท์มือถือของโปรตีน nonviral อาจเอาชนะนี้
เสียเปรียบ.
ป้องกันการติดเชื้อ Cellular โปรตีน
โปรตีนที่มาจากยีนที่ลักษณะเซลล์ปกติและ
แสดงเฉพาะยีนยับยั้งได้รับการระบุ.
กิจกรรมเหล่านี้อาจ การกระทำโดยป้องกันไม่ให้มีผลผูกพัน in-
VOL 11 1998 ยีนบำบัดโรคติดเชื้อ 43
ตัวแทนติดเชื้อและไปยังเซลล์โดยมีผลผูกพันโดยตรงกับกฎระเบียบหรือ
โปรตีนโครงสร้างหรือทางอ้อมโดยการกระตุ้นให้เกิดการระงับหรือโทรศัพท์มือถือ
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนของไวรัส หนึ่งใน
ความสำเร็จมากที่สุดในหลอดทดลองใช้ของโปรตีนของเซลล์ภายนอก
ในการยับยั้งการติดเชื้อคือการใช้ละลายน้ำได้
รุ่นของเอชไอวีรับการตรวจ CD4 (sCD4) (9, 18, 19, 36, 42, 54,
92, 103, 140 ) อย่างไรก็ตามการใช้ sCD4 สำหรับการรักษาด้วยยีน
ของการติดเชื้อเอชไอวีในการตั้งค่าทางคลินิกได้รับการ disappointin
ยีนบำบัดถือศักยภาพมากสำหรับการรักษา
ความผิดปกติทางพันธุกรรมทั้งทางพันธุกรรมและโรคติดเชื้อ.
การรักษาด้วยยีนของมนุษย์ถูกกำหนดให้เป็นการแนะนำของใหม่
สารพันธุกรรมเป็นเซลล์ของบุคคลที่มีความตั้งใจ
ในการผลิตได้รับประโยชน์ในการรักษาสำหรับผู้ป่วย (4, 7,
90) ยีนบำบัดจะถูกสอบสวนในฐานะที่เป็นทางเลือกการรักษา
ที่หลากหลายของโรคติดเชื้อที่ไม่ได้คล้อยตาม
ในการบริหารจัดการทางคลินิกมาตรฐาน (4, 7, 35, 51, 83, 94, 96,
99, 137, 138, 151) ยีนบำบัดสำหรับโรคติดเชื้อต้อง
แนะนำของยีนที่ได้รับการออกแบบโดยเฉพาะป้องกัน
หรือยับยั้งการแสดงออกของยีนหรือการทำงานของผลิตภัณฑ์ยีน
ดังกล่าวว่าการจำลองแบบของตัวแทนติดเชื้อถูกปิดกั้นหรือ
จำกัด นอกเหนือจากการแทรกแซงของเซลล์นี้ยีนบำบัด
อาจใช้ในการแทรกแซงในการแพร่กระจายของเชื้อ
ตัวแทนในระดับเซลล์ ซึ่งอาจทำได้โดย
การแสดงออกอย่างยั่งยืนในร่างกายของโปรตีนยับยั้งการหลั่งหรือ
. โดยการกระตุ้นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันเฉพาะ
แนวทางการรักษาด้วยยีนสำหรับโรคติดเชื้อสามารถ
แบ่งออกเป็นสามประเภทกว้าง: (i) การบำบัดยีนที่ใช้
ในกรดนิวคลีอิก moieties รวมทั้ง DNA และ RNA antisense,
ล่ออาร์เอ็นเอและอาร์เอ็นเอ moieties เร่งปฏิกิริยา (ไรโบไซ); (ii)
โปรตีนอื่น ๆ เช่นโปรตีนเชิงลบ transdominant
(TNPs) และแอนติบอดีเดียวโซ่; และ (iii) immunotherapeutic
วิธีการที่เกี่ยวข้องกับการฉีดวัคซีนทางพันธุกรรมหรือเชื้อโรคเฉพาะ
เซลล์เม็ดเลือดขาว มันเป็นไปได้ว่าต่อไปการรวมกันของ
วิธีการดังกล่าวจะได้รับการใช้งานร่วมกันในการยับยั้งการ
หลายขั้นตอนของวงจรชีวิตของเชื้อไวรัส ขอบเขตที่
ยีนบำบัดจะมีผลต่อการติดเชื้อเป็น
ผลโดยตรงจากปัจจัยสำคัญหลายประการ: (i) การเลือกที่เหมาะสม
เซลล์เป้าหมายหรือเนื้อเยื่อสำหรับการรักษาด้วยยีน (ii) ประสิทธิภาพของ
ผู้เขียนที่สอดคล้อง * ที่อยู่ทางไปรษณีย์: คลินิกยีนบำบัด
สาขามนุษยชนแห่งชาติสถาบันวิจัยจีโนมอาคาร 10
ห้อง 10C103, หอก 9000 Rockville, Bethesda, MD 20892-1851.
โทรศัพท์: (301) 402-1830 โทรสาร: (301) 402-1921 E-mail: rmorgan @ nhgri
.nih.gov.
†ปัจจุบันที่อยู่: สถาบันอณูแพทยศาสตร์เด็ก W512 ของ
มูลนิธิโรงพยาบาลวิจัยมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอโคลัมบัส
. OH 43205-2696
42
ระบบการจัดส่งของยีน (iii) การแสดงออกที่เหมาะสมระเบียบ
และความมั่นคงของผลิตภัณฑ์ยีนบำบัด (s); และ (iv)
ประสิทธิภาพของการยับยั้งการจำลองแบบโดยการยับยั้งยีน
สินค้า เนื่องจากส่วนใหญ่ของความพยายามมุ่งเป้าไปที่การพัฒนา
ติดเชื้อโรคกลยุทธ์ยีนบำบัดมีจุดมุ่งหมายเพื่อยับยั้ง
เชื้อไวรัสเอดส์ (HIV), ยีนต้านเอชไอวี
การรักษาด้วยจะมีการหารือกันอย่างกว้างขวาง แนวคิด
เหล่านี้อธิบายการศึกษาการป้องกันเอชไอวีสามารถประเมินการ
ติดเชื้ออื่น ๆ .
นิวคลีอิกกรด-BASED ทางพันธุกรรมบำบัด
Antisense DNA และ RNA
Antisense กรดนิวคลีอิกใช้วัตสันคริกกรดนิวคลีอิก
จับคู่ฐานเพื่อป้องกันการแสดงออกของยีนในลำดับเฉพาะ
แฟชั่น จิตบำบัด antisense สามารถออกแบบให้เฉพาะ
เป้าหมายภูมิภาคต่างๆของจีโนมของเชื้อ.
แม้ว่ากลไกของกรดนิวคลีอิกพึ่ง antisense
การยับยั้งการแสดงออกของยีนที่ไม่ได้เข้าใจอย่างสมบูรณ์ก็จะ
ตั้งสมมติฐานว่าแฝดอาร์เอ็นเอ (RNA antisense และเป้าหมาย
RNA) จะ สลายตัวโดย RNase หรือว่าลำดับเพล็กซ์
แปลบล็อกของ mRNA ดีเอ็นเอ antisense สังเคราะห์
oligonucleotides และ analogs oligonucleotide ซึ่งยับยั้งการ
จำลองแบบของการติดเชื้อหลายนอกจากนี้ยังได้รับการออกแบบ
(1, 3, 5, 12, 29, 44, 48, 62, 73, 76, 89, 97, 139) แต่พวกเขา
ใช้ในการยับยั้งการแสดงออกของยีนที่ได้รับมาก
จำกัด เพราะการดูดซึมของ oligonucleotides ฟรีจากนอก
สภาพแวดล้อมจะไม่มีประสิทธิภาพมากและเนื่องจาก
เซลล์อย่างรวดเร็วสามารถลด oligonucleotides เพื่อให้ยับยั้งใด ๆ
กิจกรรมชั่วคราว การแสดงออกในเซลล์ที่มีเสถียรภาพของ antisense
ลำดับปัจจุบันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดโดย
ที่ antisense กรดนิวคลีอิกเทคโนโลยีสามารถนำมาใช้ในการยับยั้งการ
แสดงออกของยีน ประโยชน์ทั่วไปของการใช้ antisense
RNAs (และไรโบไซ, ล่ออาร์เอ็นเอและ oligonucleotides DNA)
สำหรับการรักษาด้วยยีนของพวกเขาขาดภูมิคุ้มกัน.
ดังนั้นเซลล์วิศวกรรมการผลิตยีน antisense จะ
ไม่ถูกตัดออกจากระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับ
ไรโบไซ
ribozymes เป็นโมเลกุล RNA antisense ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี
กิจกรรม พวกเขาทำงานโดยการเชื่อมโยงไปครึ่งหนึ่งเป้าหมายที่ผ่าน
การผสมพันธุ์ลำดับเฉพาะ antisense และยับยั้งได้โดย
ฝ่ากระดูกสันหลัง phosphodiester ที่เว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจง
สอง ribozymes ศึกษามากที่สุดอย่างทั่วถึงมีแฮมเมอร์
ไรโบไซและกิ๊บ (ชื่อจะได้มาจากทฤษฎีของพวกเขา
โครงสร้างทุติยภูมิ) ฉลามไรโบไซยึด
อาร์เอ็นเอที่ลำดับนิวคลีโอ UH (H 5 A, C หรือ U) โดย
การย่อยสลายของพันธบัตร 39-59 phosphodiester ขณะที่ไรโบไซกิ๊บ
ใช้ CUG ลำดับนิวคลีโอเป็นความแตกแยกของพวกเขา
เว็บไซต์ (15, 20, 143) ประโยชน์ที่แตกต่างของไรโบไซคือการที่
พวกเขาจะไม่ใช้ไปในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาความแตกแยกเป้าหมายและ
เพื่อ ribozyme เดียวสามารถยับยั้งจำนวนมากของเป้าหมาย
โมเลกุล นอกจากนี้ไรโบไซสามารถสร้างขึ้นจากมาก
หน่วยถอดรหัสเล็ก ๆ น้อย ๆ ดังนั้นการกำหนดเป้าหมายไรโบไซหลาย
ภูมิภาคจีโนมที่แตกต่างกันสามารถนำมาใช้ในเดียวกัน
เวกเตอร์ เนื่องจากคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาของพวกเขาที่ไม่ซ้ำกัน, ไรโบไซ
มีศักยภาพที่จะเป็นตัวยับยั้งที่มีประสิทธิภาพสูงของยีนที่
แสดงออกแม้ในความเข้มข้นต่ำ ไรโบไซยังมี
ความจำเพาะลำดับมากกว่า RNA antisense เพราะ
เป้าหมายจะต้องมีเป้าหมายลำดับที่ถูกต้องเพื่อให้มีผลผูกพัน
และเว็บไซต์ที่แตกแยกจะต้องอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม.
อย่างไรก็ตามการทำงานและขอบเขตของการเร่งปฏิกิริยา
ที่ ribozymes จริงมีสำหรับอาร์เอ็นเอของพวกเขา เป้าหมายในร่างกายมีความ
ไม่ชัดเจนในปัจจุบัน การพัฒนาของไรโบไซที่ colocalize
ในช่อง subcellular เดียวกับเป้าหมายของพวกเขาอาจจะ
เพิ่มสูงขึ้นอีกประสิทธิภาพของพวกเขา (135).
ข้อ จำกัด ที่สำคัญของการใช้งานของไรโบไซยีน
บำบัดด้วยการที่พวกเขาจะประกอบด้วย RNA และดังนั้นจึง
ไวต่อเอนไซม์ย่อยสลาย (RNase ) การพัฒนา
ของ ribozyme ที่ทนต่อการย่อยสลาย nucleases ควร
เพิ่มประสิทธิภาพของการรักษา ribozyme ตามโดยการเพิ่ม
ความมั่นคงภายในเซลล์ของไรโบไซติดเชื้อใน
เซลล์ ความมั่นคงที่เพิ่มขึ้นของไรโบไซอาจทำได้
โดยการสร้างระดับสูงของโครงสร้างทุติยภูมิภายใน
RNA ผ่านการรวมตัวกันของโครงสร้างห่วงก้านบน
ทั้งสองข้างของ ribozyme.
อาร์เอ็นเอล่อ
overexpressed โมเลกุล RNA สั้นสอดคล้องกับที่สำคัญ
ถูกต้องทำหน้าที่กำกับดูแลองค์ประกอบสามารถนำมาใช้ เป็นล่อสำหรับ
โปรตีนทรานส์เปิดใช้งานดังนั้นการป้องกันที่มีผลผูกพันของทรานส์เหล่านี้
กระตุ้นองค์ประกอบ CIS-การแสดงของพวกเขาที่เกี่ยวข้องใน
จีโนมของไวรัส (133, 134) ข้อดีอย่างหนึ่งที่ล่อ RNA มี
มากกว่ากลยุทธ์กรดนิวคลีอิกที่ใช้อื่น ๆ ที่ล่อ
มีโอกาสน้อยที่จะได้รับผลกระทบจากความแปรปรวนของการติดเชื้อ
ตัวแทนเพราะการกลายพันธุ์ใด ๆ ในโปรตีนทรานส์เปิดใช้งาน
ไม่เพียง แต่ส่งผลกระทบต่อผลผูกพันที่จะล่อ แต่ยังผูกพันกับ
เป้าหมายภายนอก แต่มีคำถามบางอย่างไม่ว่าจะเป็น
อาร์เอ็นเอกลยุทธ์ล่อจะเป็นพิษเป็นภัยกับสรีรวิทยาของเซลล์เป็น
RNAs antisense เพราะมันได้รับการตั้งสมมติฐานว่าโทรศัพท์มือถือ
ปัจจัยที่อาจเชื่อมโยงกับพวกเขา (133) จะได้รับก่อนหน้านี้
แสดงให้เห็นว่าปัจจัยที่โทรศัพท์มือถือที่เรียกว่าโปรตีนห่วงผูกพัน
เป็นความต้องการที่แน่นอนสำหรับ transactivation ตาดพึ่ง
ในเซลล์ที่ติดเชื้อเอชไอวี (85) มันเป็นไปได้ว่าอาร์เอ็นเอ
ล่อไม่ทำงานโดย sequestering ทั้งตาดหรือเรฟ
โปรตีน แต่การกระทำโดย sequestering ปัจจัยโทรศัพท์มือถือเหล่านี้เช่น
โปรตีนห่วงผูกพัน อายัดศักยภาพของโทรศัพท์มือถือ
โดยการล่อโปรตีน RNA เพิ่มความกังวลเกี่ยวกับว่าแสดงออก
ของจิตบำบัด RNA อาจจะมีผลอันตรายใน
การมีชีวิตเซลล์หรือฟังก์ชั่น ความปลอดภัยของการสร้างภูมิคุ้มกันในเซลล์
บนพื้นฐานของล่ออาร์เอ็นเอจะต้องได้รับการจัดตั้งเป็น
อย่างจริงจังเป็นโปรตีนที่ใช้กลยุทธ์การรักษาด้วยยีนไวรัส.
แนวทางโปรตีนที่ใช้ในการยีนบำบัด
Transdominant โปรตีนลบ
TNPs รุ่นกลายพันธุ์ของโปรตีนกฎระเบียบหรือโครงสร้าง
ที่แสดงในเชิงลบที่โดดเด่น ฟีโนไทป์ที่สามารถ
ยับยั้งการจำลองแบบของการติดเชื้อ ตามคำนิยามดังกล่าว
กลายพันธุ์ไม่เพียง แต่ขาดกิจกรรมชนิดป่าที่แท้จริง แต่ยังยับยั้ง
การทำงานของพวกเขาคล้ายคลึงโปรตีนชนิดป่าในทรานส์ ยับยั้ง
อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการกลายพันธุ์สำหรับการแข่งขันที่สำคัญ
สารตั้งต้นหรือปัจจัยที่มีอยู่ในปริมาณที่ จำกัด ;
อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับโปรตีนที่รูปแบบคอมเพล็กซ์ multimeric,
กลายพันธุ์อาจเชื่อมโยงกับโมโนเมอร์ชนิดป่าในรูปแบบ
MulTimer ผสมใช้งาน (50) อุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้งาน
ของโปรตีนไวรัส transdominant เป็นภูมิคุ้มกันที่เป็นไปได้ของพวกเขา
เมื่อแสดงโดยเซลล์ transduced วิศวกรรม
เซลล์จึงอาจก่อให้เกิดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย
ที่อาจส่งผลในการทำลายตัวเอง นี้อาจลด
ประสิทธิภาพของการรักษาด้วยยีนต้านไวรัสกับโปรตีน transdominant.
การใช้โทรศัพท์มือถือของโปรตีน nonviral อาจเอาชนะนี้
เสียเปรียบ.
ป้องกันการติดเชื้อ Cellular โปรตีน
โปรตีนที่มาจากยีนที่ลักษณะเซลล์ปกติและ
แสดงเฉพาะยีนยับยั้งได้รับการระบุ.
กิจกรรมเหล่านี้อาจ การกระทำโดยป้องกันไม่ให้มีผลผูกพัน in-
VOL 11 1998 ยีนบำบัดโรคติดเชื้อ 43
ตัวแทนติดเชื้อและไปยังเซลล์โดยมีผลผูกพันโดยตรงกับกฎระเบียบหรือ
โปรตีนโครงสร้างหรือทางอ้อมโดยการกระตุ้นให้เกิดการระงับหรือโทรศัพท์มือถือ
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนของไวรัส หนึ่งใน
ความสำเร็จมากที่สุดในหลอดทดลองใช้ของโปรตีนของเซลล์ภายนอก
ในการยับยั้งการติดเชื้อคือการใช้ละลายน้ำได้
รุ่นของเอชไอวีรับการตรวจ CD4 (sCD4) (9, 18, 19, 36, 42, 54,
92, 103, 140 ) อย่างไรก็ตามการใช้ sCD4 สำหรับการรักษาด้วยยีน
ของการติดเชื้อเอชไอวีในการตั้งค่าทางคลินิกได้รับการ disappointin
การแปล กรุณารอสักครู่..
บทนำ
ยีนบำบัดมีศักยภาพมากสำหรับการรักษาทั้งจากพันธุกรรม ความผิดปกติทางพันธุกรรม และ
โรคติดเชื้อยีนบำบัดมนุษย์ หมายถึง การแนะนำของวัสดุทางพันธุกรรมใหม่
เข้าไปในเซลล์ของแต่ละบุคคลมีความตั้งใจ
ผลิตประโยชน์เพื่อการบำบัดรักษาผู้ป่วย ( 4 , 7
90 ) ยีนบำบัดถูกสืบสวนในฐานะ
รักษาทางเลือกสำหรับหลากหลายของโรคที่ไม่ซูฮก
เพื่อการจัดการทางคลินิกมาตรฐาน ( 4 , 7 , 3 , 51 , 83 , 94 , 96 ,
99 , 137 , 138 151 ) ยีนบำบัดสำหรับโรคที่ติดเชื้อต้อง
เบื้องต้นของยีนที่ออกแบบมาเฉพาะบล็อก
หรือยับยั้งการแสดงออกของยีน หรือการทำงานของผลิตภัณฑ์ยีน
ที่ซ้ำของตัวแทนติดเชื้อจะถูกบล็อคหรือ
จำกัดนอกจากการแทรกแซงภายในเซลล์นี้
ยีนบำบัดอาจถูกใช้เพื่อแทรกแซงในการแพร่กระจายของตัวแทนติดเชื้อ
ในระดับที่เหมาะสม . นี้สามารถทำได้โดย
ได้รับการแสดงออกของโปรตีนในร่างกายถูกยับยั้งหรือกระตุ้น
โดยเฉพาะภูมิคุ้มกัน .
วิธียีนบำบัดสำหรับโรคที่ติดเชื้อสามารถ
แบ่งออกเป็นสามประเภทกว้าง :( ผม ) ของยีนบำบัดตาม
ในกรดนิวคลีอิกดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอโมเลกุลรวมทั้ง antisense RNA , DNA และล่อ
, ตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว ( ribozymes ) ; ( 2 )
โปรตีน เช่น โปรตีน วิธีลบ transdominant
( tnps ) และเดี่ยวโซ่ ) ; และ ( 3 ) immunotherapeutic
แนวทางที่เกี่ยวข้องกับวัคซีนพันธุกรรมหรือเชื้อโรคเฉพาะ
ลิมโฟไซต์ . มันเป็นไปได้ที่การรวมกันของ
เพิ่มเติมวิธีการดังกล่าวจะถูกใช้พร้อมกันยับยั้ง
หลายขั้นตอนของวงจรชีวิตของไวรัส ขอบเขตที่
ยีนบำบัดจะมีประสิทธิภาพป้องกันการติดเชื้อคือ
เป็นผลโดยตรงของคีย์หลายปัจจัย : ( i ) การเลือกของที่เหมาะสม
เป้าหมายเซลล์หรือเนื้อเยื่อสำหรับยีนบำบัด ( 2 ) ประสิทธิภาพของ
* ที่สอดคล้องกันของผู้เขียน ที่อยู่ : สาขายีนบำบัด
คลินิกสถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติ อาคาร 10
10c103 ห้อง 9000 ร็อกวิลล์หอก , Bethesda , MD 20892-1851 .
โทรศัพท์ : ( 301 ) 402-1830 . โทรสาร : ( 301 ) 402-1921 . อีเมล : rmorgan @ NHGRI nih gov .
. . ภีษมะที่อยู่ปัจจุบัน : โมเลกุลของสถาบันการแพทย์ มูลนิธิโรงพยาบาลเด็ก เพื่อ w512
, Ohio State University โคลัมบัสโอ 43205-2696
.
4
ระบบนำส่งยีน ;( 3 ) การแสดงออกที่เหมาะสม , ระเบียบ ,
และเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์ยีนบำบัด ( s ) ; และ ( iv ) ประสิทธิภาพในการยับยั้ง
ขนาดใหญ่ โดยผลิตภัณฑ์ยีนยับยั้งการ
เนื่องจากส่วนใหญ่ของความพยายามมุ่งที่จะพัฒนาติดเชื้อโรคด้วยยีน
กลยุทธ์มุ่งยับยั้งไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์ ( HIV ) , anti HIV ยีน
บำบัดจะกล่าวถึงอย่างกว้างขวางภายใต้แนวคิด
อธิบายเหล่านี้ต่อต้านเอชไอวีการศึกษาสามารถคาดการติดเชื้ออื่น ๆ
.
กรดนิวคลีอิกกรดที่ใช้พันธุกรรมบำบัด
antisense DNA และ RNA
antisense กรดนิวคลีอิกกรดนิวคลีอิก
คริกใช้วัตสันฐานการจับคู่เพื่อปิดกั้นการแสดงออกของยีนในลำดับเฉพาะ
แฟชั่น ยีน antisense สามารถออกแบบให้มาโดยเฉพาะ
เป้าหมายของภูมิภาคต่างๆของจีโนมของตัวแทนติดเชื้อ
ถึงแม้ว่ากลไกของ antisense กรดนิวคลีอิกโดยการยับยั้งการแสดงออกของยีน
ไม่สมบูรณ์เข้าใจ มันคือ
สมมุติฐานว่า RNA ( RNA antisense RNA แฝดและเป้าหมาย
) ย่อยสลายด้วยเลสหรือเพล็กซ์ลำดับ
บล็อกการแปลของ .
antisense สังเคราะห์ดีเอ็นเอและสารโอลิโกนิวคลีโอไทด์ ซึ่งซึ่งยับยั้ง
ซ้ำหลายการติดเชื้อได้รับการออกแบบ
( 1 , 3 , 5 , 12 , 29 , 44 , 48 , 62 , 73 , 76 , 89 , 97 , 139 ) อย่างไรก็ตาม การใช้
สำหรับยับยั้งการแสดงออกของยีนได้ถูก จำกัด อย่างมาก
เพราะการดูดซึมของโอลิโกนิวคลีโอไทด์อิสระจากสิ่งแวดล้อมภายนอกเป็นสิ่งไร้ประสิทธิภาพ เพราะ
เซลล์อย่างรวดเร็วสามารถทำให้โอลิโกนิวคลีโอไทด์ ดังนั้นกิจกรรมการยับยั้ง
อยู่ชั่วครู่ เซลล์การแสดงออกที่มั่นคงของ antisense
ลำดับในปัจจุบันมีประสิทธิภาพมากที่สุดวิธีการที่เทคโนโลยีกรดนิวคลีอิก
antisense สามารถใช้เพื่อยับยั้ง
การแสดงออกของยีน ประโยชน์ทั่วไปของการใช้
RNAs ( และยัง ribozymes antisense RNA DNA เป็นตัวล่อ และโอลิโกนิวคลีโอไทด์ )
สำหรับยีนบำบัด คือ การขาดความสามารถ .
จึงวางแผนการผลิตเซลล์ยีน antisense จะ
ไม่ได้ถูกกำจัดโดยระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายของผู้รับ ribozymes
ribozymes antisense RNA เป็นโมเลกุลที่มีฤทธิ์
พวกเขาทำงานโดยผูกกับ antisense ลำดับเฉพาะเจาะจงเป้าหมายผ่านแน่นอน
inactivating hybridization และโดยฟ โฟไดเ เตอร์หลักที่สามารถใช้เว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจง
สองอย่างละเอียดที่สุด เรียน ribozymes เป็นหัวค้อน
และกิ๊บ ribozymes ( ชื่อที่ได้มาจากทฤษฎี
โครงสร้างทุติยภูมิของพวกเขา ) แฮมเมอร์เฮด ribozymes แยกออก
RNA ที่ลำดับนิวคลีโอไทด์ดู ( H 5 , C , หรือ U )
การย่อยสลายของพันธบัตร 39-59 ฟ โฟไดเ เตอร์ ในขณะที่กิ๊บ ribozymes
ใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์ c-u-g เป็นเว็บไซต์แตกแยก
( 15 , 20 , 143 ) ข้อได้เปรียบของ ribozymes นั่น
พวกเขาจะไม่บริโภคในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาและเป้าหมาย
ดังนั้นไรโบไซม์เดียวสามารถทำให้จำนวนมากของโมเลกุลเป้าหมาย
นอกจากนี้ ribozymes สามารถสร้างขึ้นจากหน่วยเล็กลองมาก
ribozymes เป้าหมาย ดังนั้น หลาย ๆภูมิภาคจีโนมที่แตกต่างกันสามารถใช้ในแบบเดียวกัน
เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของพวกเขา catalytic ribozymes
มีศักยภาพที่จะสามารถมีประสิทธิภาพสูงยับยั้งการแสดงออกของยีน
แม้ในระดับความเข้มข้นต่ำ ribozymes ยังมีความจำเพาะมากกว่า antisense RNA sequence
เพราะเป้าหมายต้องมีลำดับเป้าหมายที่ถูกต้องเพื่อให้มีผลผูกพัน
และตัวเว็บไซต์จะต้องอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม .
แต่การทำงานและขอบเขตของความว่องไว
ที่ ribozymes จริงมีของ RNA เป้าหมายโดยมี
ปัจจุบันยังไม่ชัดเจน การพัฒนา ribozymes ที่ colocalize
ตรงตําแหน่งภายในเซลล์เดียวกันเป็นเป้าหมายของพวกเขาอาจ
เพิ่มประสิทธิผล ( 135 ) .
ข้อจำกัดที่สำคัญของการใช้ยีนบำบัด ribozymes
คือว่าพวกเขาจะประกอบด้วย RNA และมีดังนั้น
เสี่ยงต่อการ degradative เอนไซม์ ( เลส ) การพัฒนา
ของเน็ตแวร์ที่สามารถป้องกัน degradative nucleases ควร
เพิ่มประสิทธิผลของเน็ตแวร์บำบัดตามโดยการเพิ่มเสถียรภาพของ ribozymes
ภายในเซลล์ ในเซลล์ที่ติดเชื้อ
เพิ่มเสถียรภาพของ ribozymes อาจจะสำเร็จ
โดยการสร้างระดับสูงของโครงสร้างภายใน
RNA ด้วยการก้านห่วงโครงสร้างในด้านใดด้านหนึ่งของเน็ตแวร์
.
กับโมเลกุล RNA อาร์เอ็นเอล่อสั้นๆ ที่สอดคล้องกับการทำองค์กร CIS
องค์ประกอบสามารถใช้เป็นตัวล่อเพื่อ
ทรานส์กระตุ้นโปรตีน ดังนั้นการป้องกัน ผูกพันของทรานส์
เหล่านี้กระตุ้นให้ CIS ที่สอดคล้องกันของพวกเขาแสดงองค์ประกอบใน
จีโนมไวรัส ( 133 , 134 ) หนึ่งประโยชน์ที่ RNA ล่อได้
กว่ากรดนิวคลีอิกอื่นโดยใช้กลยุทธ์ที่ล่อ
มีโอกาสน้อยที่จะได้รับผลกระทบจากความแปรปรวนของตัวแทนติดเชื้อ
เพราะการกลายพันธุ์ในทรานส์กระตุ้นโปรตีน
ส่งผลกระทบไม่เพียง แต่ผูกเป็นตัวล่อ แต่ยังผูกกับ
เป้าหมายใน . อย่างไรก็ตามมีบางคนถามว่า
กลยุทธ์ล่อ RNA จะเป็นเนื้องอกในเซลล์สรีรวิทยาเป็น
antisense RNAs เนื่องจากมันได้รับการ postulated ว่าปัจจัยที่โทรศัพท์มือถือ
อาจเชื่อมโยงกับพวกเขา ( 133 ) จะได้รับก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าปัจจัยเซลล์
เป็น termed เป็นโปรตีนความต้องการแน่นอนสำหรับ ททท. โดย transactivation
ในเซลล์ที่ติดเชื้อเอชไอวี ( 85 ) มันเป็นไปได้ว่า RNA
ล่อไม่ฟังก์ชัน โดยอายัดให้ ททท. หรือบาทหลวง
โปรตีนแต่ทำโดยอายัดเหล่านี้โทรศัพท์มือถือปัจจัยเช่น
ห่วงผูกพันโปรตีน มีศักยภาพสะสมของโปรตีนโดยอาร์เอ็นเอเซลล์
ล่อกังวลเกี่ยวกับว่า overexpression
ของ RNA transcripts อาจคงผล
เซลล์หรือฟังก์ชัน ความปลอดภัยของการฉีดวัคซีน
จาก RNA ล่อจะต้องจัดตั้งเป็น
อย่างจริงจังเท่าที่โปรตีนโดยใช้กลยุทธ์การรักษายีนไวรัส .
โปรตีนวิธียีนบำบัด
ลบ tnps transdominant โปรตีนกลายพันธุ์เป็นรุ่นของกฎระเบียบหรือโครงสร้างโปรตีน
ที่แสดงเด่นลบฟีโนไทป์ที่สามารถยับยั้งการการติดเชื้อ
. จากคำนิยามดังกล่าว
ยีนบำบัดมีศักยภาพมากสำหรับการรักษาทั้งจากพันธุกรรม ความผิดปกติทางพันธุกรรม และ
โรคติดเชื้อยีนบำบัดมนุษย์ หมายถึง การแนะนำของวัสดุทางพันธุกรรมใหม่
เข้าไปในเซลล์ของแต่ละบุคคลมีความตั้งใจ
ผลิตประโยชน์เพื่อการบำบัดรักษาผู้ป่วย ( 4 , 7
90 ) ยีนบำบัดถูกสืบสวนในฐานะ
รักษาทางเลือกสำหรับหลากหลายของโรคที่ไม่ซูฮก
เพื่อการจัดการทางคลินิกมาตรฐาน ( 4 , 7 , 3 , 51 , 83 , 94 , 96 ,
99 , 137 , 138 151 ) ยีนบำบัดสำหรับโรคที่ติดเชื้อต้อง
เบื้องต้นของยีนที่ออกแบบมาเฉพาะบล็อก
หรือยับยั้งการแสดงออกของยีน หรือการทำงานของผลิตภัณฑ์ยีน
ที่ซ้ำของตัวแทนติดเชื้อจะถูกบล็อคหรือ
จำกัดนอกจากการแทรกแซงภายในเซลล์นี้
ยีนบำบัดอาจถูกใช้เพื่อแทรกแซงในการแพร่กระจายของตัวแทนติดเชื้อ
ในระดับที่เหมาะสม . นี้สามารถทำได้โดย
ได้รับการแสดงออกของโปรตีนในร่างกายถูกยับยั้งหรือกระตุ้น
โดยเฉพาะภูมิคุ้มกัน .
วิธียีนบำบัดสำหรับโรคที่ติดเชื้อสามารถ
แบ่งออกเป็นสามประเภทกว้าง :( ผม ) ของยีนบำบัดตาม
ในกรดนิวคลีอิกดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอโมเลกุลรวมทั้ง antisense RNA , DNA และล่อ
, ตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว ( ribozymes ) ; ( 2 )
โปรตีน เช่น โปรตีน วิธีลบ transdominant
( tnps ) และเดี่ยวโซ่ ) ; และ ( 3 ) immunotherapeutic
แนวทางที่เกี่ยวข้องกับวัคซีนพันธุกรรมหรือเชื้อโรคเฉพาะ
ลิมโฟไซต์ . มันเป็นไปได้ที่การรวมกันของ
เพิ่มเติมวิธีการดังกล่าวจะถูกใช้พร้อมกันยับยั้ง
หลายขั้นตอนของวงจรชีวิตของไวรัส ขอบเขตที่
ยีนบำบัดจะมีประสิทธิภาพป้องกันการติดเชื้อคือ
เป็นผลโดยตรงของคีย์หลายปัจจัย : ( i ) การเลือกของที่เหมาะสม
เป้าหมายเซลล์หรือเนื้อเยื่อสำหรับยีนบำบัด ( 2 ) ประสิทธิภาพของ
* ที่สอดคล้องกันของผู้เขียน ที่อยู่ : สาขายีนบำบัด
คลินิกสถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติ อาคาร 10
10c103 ห้อง 9000 ร็อกวิลล์หอก , Bethesda , MD 20892-1851 .
โทรศัพท์ : ( 301 ) 402-1830 . โทรสาร : ( 301 ) 402-1921 . อีเมล : rmorgan @ NHGRI nih gov .
. . ภีษมะที่อยู่ปัจจุบัน : โมเลกุลของสถาบันการแพทย์ มูลนิธิโรงพยาบาลเด็ก เพื่อ w512
, Ohio State University โคลัมบัสโอ 43205-2696
.
4
ระบบนำส่งยีน ;( 3 ) การแสดงออกที่เหมาะสม , ระเบียบ ,
และเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์ยีนบำบัด ( s ) ; และ ( iv ) ประสิทธิภาพในการยับยั้ง
ขนาดใหญ่ โดยผลิตภัณฑ์ยีนยับยั้งการ
เนื่องจากส่วนใหญ่ของความพยายามมุ่งที่จะพัฒนาติดเชื้อโรคด้วยยีน
กลยุทธ์มุ่งยับยั้งไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์ ( HIV ) , anti HIV ยีน
บำบัดจะกล่าวถึงอย่างกว้างขวางภายใต้แนวคิด
อธิบายเหล่านี้ต่อต้านเอชไอวีการศึกษาสามารถคาดการติดเชื้ออื่น ๆ
.
กรดนิวคลีอิกกรดที่ใช้พันธุกรรมบำบัด
antisense DNA และ RNA
antisense กรดนิวคลีอิกกรดนิวคลีอิก
คริกใช้วัตสันฐานการจับคู่เพื่อปิดกั้นการแสดงออกของยีนในลำดับเฉพาะ
แฟชั่น ยีน antisense สามารถออกแบบให้มาโดยเฉพาะ
เป้าหมายของภูมิภาคต่างๆของจีโนมของตัวแทนติดเชื้อ
ถึงแม้ว่ากลไกของ antisense กรดนิวคลีอิกโดยการยับยั้งการแสดงออกของยีน
ไม่สมบูรณ์เข้าใจ มันคือ
สมมุติฐานว่า RNA ( RNA antisense RNA แฝดและเป้าหมาย
) ย่อยสลายด้วยเลสหรือเพล็กซ์ลำดับ
บล็อกการแปลของ .
antisense สังเคราะห์ดีเอ็นเอและสารโอลิโกนิวคลีโอไทด์ ซึ่งซึ่งยับยั้ง
ซ้ำหลายการติดเชื้อได้รับการออกแบบ
( 1 , 3 , 5 , 12 , 29 , 44 , 48 , 62 , 73 , 76 , 89 , 97 , 139 ) อย่างไรก็ตาม การใช้
สำหรับยับยั้งการแสดงออกของยีนได้ถูก จำกัด อย่างมาก
เพราะการดูดซึมของโอลิโกนิวคลีโอไทด์อิสระจากสิ่งแวดล้อมภายนอกเป็นสิ่งไร้ประสิทธิภาพ เพราะ
เซลล์อย่างรวดเร็วสามารถทำให้โอลิโกนิวคลีโอไทด์ ดังนั้นกิจกรรมการยับยั้ง
อยู่ชั่วครู่ เซลล์การแสดงออกที่มั่นคงของ antisense
ลำดับในปัจจุบันมีประสิทธิภาพมากที่สุดวิธีการที่เทคโนโลยีกรดนิวคลีอิก
antisense สามารถใช้เพื่อยับยั้ง
การแสดงออกของยีน ประโยชน์ทั่วไปของการใช้
RNAs ( และยัง ribozymes antisense RNA DNA เป็นตัวล่อ และโอลิโกนิวคลีโอไทด์ )
สำหรับยีนบำบัด คือ การขาดความสามารถ .
จึงวางแผนการผลิตเซลล์ยีน antisense จะ
ไม่ได้ถูกกำจัดโดยระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายของผู้รับ ribozymes
ribozymes antisense RNA เป็นโมเลกุลที่มีฤทธิ์
พวกเขาทำงานโดยผูกกับ antisense ลำดับเฉพาะเจาะจงเป้าหมายผ่านแน่นอน
inactivating hybridization และโดยฟ โฟไดเ เตอร์หลักที่สามารถใช้เว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจง
สองอย่างละเอียดที่สุด เรียน ribozymes เป็นหัวค้อน
และกิ๊บ ribozymes ( ชื่อที่ได้มาจากทฤษฎี
โครงสร้างทุติยภูมิของพวกเขา ) แฮมเมอร์เฮด ribozymes แยกออก
RNA ที่ลำดับนิวคลีโอไทด์ดู ( H 5 , C , หรือ U )
การย่อยสลายของพันธบัตร 39-59 ฟ โฟไดเ เตอร์ ในขณะที่กิ๊บ ribozymes
ใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์ c-u-g เป็นเว็บไซต์แตกแยก
( 15 , 20 , 143 ) ข้อได้เปรียบของ ribozymes นั่น
พวกเขาจะไม่บริโภคในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาและเป้าหมาย
ดังนั้นไรโบไซม์เดียวสามารถทำให้จำนวนมากของโมเลกุลเป้าหมาย
นอกจากนี้ ribozymes สามารถสร้างขึ้นจากหน่วยเล็กลองมาก
ribozymes เป้าหมาย ดังนั้น หลาย ๆภูมิภาคจีโนมที่แตกต่างกันสามารถใช้ในแบบเดียวกัน
เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของพวกเขา catalytic ribozymes
มีศักยภาพที่จะสามารถมีประสิทธิภาพสูงยับยั้งการแสดงออกของยีน
แม้ในระดับความเข้มข้นต่ำ ribozymes ยังมีความจำเพาะมากกว่า antisense RNA sequence
เพราะเป้าหมายต้องมีลำดับเป้าหมายที่ถูกต้องเพื่อให้มีผลผูกพัน
และตัวเว็บไซต์จะต้องอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม .
แต่การทำงานและขอบเขตของความว่องไว
ที่ ribozymes จริงมีของ RNA เป้าหมายโดยมี
ปัจจุบันยังไม่ชัดเจน การพัฒนา ribozymes ที่ colocalize
ตรงตําแหน่งภายในเซลล์เดียวกันเป็นเป้าหมายของพวกเขาอาจ
เพิ่มประสิทธิผล ( 135 ) .
ข้อจำกัดที่สำคัญของการใช้ยีนบำบัด ribozymes
คือว่าพวกเขาจะประกอบด้วย RNA และมีดังนั้น
เสี่ยงต่อการ degradative เอนไซม์ ( เลส ) การพัฒนา
ของเน็ตแวร์ที่สามารถป้องกัน degradative nucleases ควร
เพิ่มประสิทธิผลของเน็ตแวร์บำบัดตามโดยการเพิ่มเสถียรภาพของ ribozymes
ภายในเซลล์ ในเซลล์ที่ติดเชื้อ
เพิ่มเสถียรภาพของ ribozymes อาจจะสำเร็จ
โดยการสร้างระดับสูงของโครงสร้างภายใน
RNA ด้วยการก้านห่วงโครงสร้างในด้านใดด้านหนึ่งของเน็ตแวร์
.
กับโมเลกุล RNA อาร์เอ็นเอล่อสั้นๆ ที่สอดคล้องกับการทำองค์กร CIS
องค์ประกอบสามารถใช้เป็นตัวล่อเพื่อ
ทรานส์กระตุ้นโปรตีน ดังนั้นการป้องกัน ผูกพันของทรานส์
เหล่านี้กระตุ้นให้ CIS ที่สอดคล้องกันของพวกเขาแสดงองค์ประกอบใน
จีโนมไวรัส ( 133 , 134 ) หนึ่งประโยชน์ที่ RNA ล่อได้
กว่ากรดนิวคลีอิกอื่นโดยใช้กลยุทธ์ที่ล่อ
มีโอกาสน้อยที่จะได้รับผลกระทบจากความแปรปรวนของตัวแทนติดเชื้อ
เพราะการกลายพันธุ์ในทรานส์กระตุ้นโปรตีน
ส่งผลกระทบไม่เพียง แต่ผูกเป็นตัวล่อ แต่ยังผูกกับ
เป้าหมายใน . อย่างไรก็ตามมีบางคนถามว่า
กลยุทธ์ล่อ RNA จะเป็นเนื้องอกในเซลล์สรีรวิทยาเป็น
antisense RNAs เนื่องจากมันได้รับการ postulated ว่าปัจจัยที่โทรศัพท์มือถือ
อาจเชื่อมโยงกับพวกเขา ( 133 ) จะได้รับก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าปัจจัยเซลล์
เป็น termed เป็นโปรตีนความต้องการแน่นอนสำหรับ ททท. โดย transactivation
ในเซลล์ที่ติดเชื้อเอชไอวี ( 85 ) มันเป็นไปได้ว่า RNA
ล่อไม่ฟังก์ชัน โดยอายัดให้ ททท. หรือบาทหลวง
โปรตีนแต่ทำโดยอายัดเหล่านี้โทรศัพท์มือถือปัจจัยเช่น
ห่วงผูกพันโปรตีน มีศักยภาพสะสมของโปรตีนโดยอาร์เอ็นเอเซลล์
ล่อกังวลเกี่ยวกับว่า overexpression
ของ RNA transcripts อาจคงผล
เซลล์หรือฟังก์ชัน ความปลอดภัยของการฉีดวัคซีน
จาก RNA ล่อจะต้องจัดตั้งเป็น
อย่างจริงจังเท่าที่โปรตีนโดยใช้กลยุทธ์การรักษายีนไวรัส .
โปรตีนวิธียีนบำบัด
ลบ tnps transdominant โปรตีนกลายพันธุ์เป็นรุ่นของกฎระเบียบหรือโครงสร้างโปรตีน
ที่แสดงเด่นลบฟีโนไทป์ที่สามารถยับยั้งการการติดเชื้อ
. จากคำนิยามดังกล่าว
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- common
- มีการตรวจสอบการทำงานอย่างไร?
- tree girls have a crash on him in the sa
- borrowing list of goods
- current
- The house is not take care surely dirty
- ขนมเม็ดขนุน
- I will proceed
- ในเมืองมีควันพิษ. ชุมชนแออัด. การจราจรคั
- to be honest i dont know what that means
- คลุม
- Channel Spacing
- did you finished
- Klaver
- สงสาร
- The fisherman saw this as a sign of an o
- คุณทานข้าวเที่ยงหรือยัง
- User แจ้งว่าปัญหายังคงมีอยู่
- Thus, the distribution coefficientsof te
- เตรียมตัว
- “Yes, strange as it seems, he almost got
- เครื่องมือสื่อสิ่งพิมพ์
- confess
- Specifically, alcohol dehydrogenase and
