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1、病毒载体应用于基因治疗 1 病毒载体概述 要求 1 携带外源基因并能包装成感染性病毒颗粒 2 介导外源基因转移和表达 3 对机体不致病 容量 自身基因组大小的105 110 组成 1 病毒复制和包装元件 2 病毒基因 3 插入的外源基因或元件 4 病毒外壳 外膜 用途 基因转移和表达 1 基因治疗 2 疫苗 3 器官移植 4 组织工程 5 转基因动物 6 基因功能研究 类型 1 重组型病毒载体 2 无病毒基因的病毒载体 复制缺陷型 可复制型 复制缺陷型 2 直接体内法 in vivo 3 间接体内法 ex vivo 4 病毒载体的靶向性 转导靶向性 转录靶向性 特异性 改造病毒外壳 外膜连接靶
2、向性结合分子 Modified virus cell 组织特异性启动子 肿瘤选择性启动子 细胞周期调控启动子 肿瘤血管内皮导向启 动子 双特异性启动子 病毒增殖的特异性转 录调控 5 逆转录病毒 Retrovirus 结构 逆转录病毒 Retrovirus 是 RNA病毒 它有三个结构 蛋白基因 env 编码 gpl20和gp41两种包膜糖 蛋白 gag 编码病毒衣壳 基质等结构蛋白的基因 pol 编码逆转录酶 p66 p51 蛋白水解酶和 整合酶 6 逆转录病毒的生活周期逆转录病毒的生活周期 进入宿主细胞进入宿主细胞 双链双链RNARNA 逆转录酶逆转录酶 双链双链DNADNA前病毒前病毒
3、整合到宿主细胞基因组整合到宿主细胞基因组DNADNA中中 宿主细胞宿主细胞RNARNA聚合酶聚合酶II II mRNA mRNA 病毒病毒RNARNA基因组基因组 作为合成相应作为合成相应 病毒蛋白质病毒蛋白质的模板的模板 包装成包装成新的病毒颗粒新的病毒颗粒 离开宿主 离开宿主 7 LTRLTRgaggagpolpolenvenv LTRLTR 长末端长末端 重复序列重复序列 调节和调节和 启动转录启动转录 产生病毒产生病毒 核心蛋白核心蛋白 产生产生 逆转录酶逆转录酶 产生病毒产生病毒 外膜蛋白外膜蛋白 包装信号包装信号 DNADNA前病毒的结构特征前病毒的结构特征 8 逆转录病毒载体的构
4、建 常用的是莫洛尼小鼠白血病病毒 MoMLV 构建的 各类逆转录病毒载体 LTRLTRgaggagpolpolenvenv LTRLTR 长末端长末端 重复序列重复序列 调节和调节和 启动转录启动转录 包装信号包装信号 目的基因标记基因 9 LTRLTRgaggagpolpolenvenvLTRLTR GagGag蛋白蛋白 PoLPoL蛋白蛋白 EnvEnv蛋白蛋白 包装细胞系包装细胞系 LTRLTRLTRLTR 靶细胞靶细胞 目的基因标记基因 LTRLTR LTRLTR目的基因标记基因 1 2 34 5 假病毒颗粒的产生并感染靶细胞 逆转录病毒载体 重组逆转录病毒 核酸部分只能是逆转录病 毒
5、载体 辅病毒 10 逆转录病毒载体应用实例 11 Stage 20 G3 embryos Stage 28 G3 embryos 12 腺病毒 Adenovirus 结构 腺病毒是一种无外壳的双链 DNA病毒 基因组长约36kb 衣壳 capsid 呈规则的 20面体结构 直径约80 110nm 衣壳含有240个六 联体 hexon 12个五联 体 penton 和12根纤毛 fiber 五联体 penton 和纤毛的头节区 knob 可 与细胞表面的病毒受体结合 在病毒感染细胞过程中起着非 常重要的作用 kno b 13 腺病毒感染通路 1 结合细胞 表面受体 2 内吞作用 进入细胞 3 转
6、位到细 胞核 4 释放病毒 DNA 14 腺病毒载体应用实例 1 中国科学院生化研究所刘新垣院士提出了癌症的靶向双基因病毒治疗策略 用重组腺病毒ZD55 MnSOD和重组腺病毒ZD55 TRAIL联合治疗人结 肠直肠癌 并且该腺病毒EIA基因自身的启动子被hTERT启动子所取代 使得该 重组腺病毒变成一种依赖端粒酶的条件复制型增殖病毒 MnSOD Manganese superoxide dismutase is a latent tumor suppressor gene TRAIL Tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligan
7、d genes ZD55 TRAIL was shown to induce the MnSOD expression in SW620 cells 15 a without adenoviral transduction b transduced with ZD55 MnSOD c transduced with ZD55 TRAIL d transduced with the combination of ZD55 MnSOD with ZD55 TRAIL 16 腺病毒载体应用实例 2 Her2 human epidermalgrowth factor receptor 2 原癌基因人类表皮生 长因子受体基因 是一种人癌细胞表面的biomarker 17 DARPin Designe d ankyrin repeat protein Target Her2 18 19 其他病毒载体 巨细胞病毒载体 Animal Rhesus macaques SIV Simian immunodeficiency virus Vaccine RhCMV SIV vectors 巨细胞 病毒载体 携带SIV部分基因组 20 SIV vaccineHIV vaccine 21 22 23
