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6、稿日期:201I 1013)(本文编辑:张世雯、唐健)【摘要】随着对多种分子信号与新生血管关系的深入研究,发现促血管生成因子与抑制因子之间的失衡是新生血管生成的重要原因。基因治疗是指将基因导人人体细胞使其发挥生物学效应,从而治疗疾病的一种技术方法。应用基因转染技术将外源基因导入眼内,通过下调促血管生成因子的表达或上调抑制因子的表达。重塑其问的平衡将为新生血管性眼病的防治提供新的思路。【关键词】视网膜新生血管化治疗; 基因疗法, 综述文献中国分类号:R7741基因治疗是指把基因导人人体细胞使其发挥改建、修饰、补充、封闭、对抗及杀伤等生物学效应以治疗疾病的技术方法,在许多疾病的预防和治疗中已显示出
7、良好的发展前景D-a。随着众多启动和抑制血管新生基因的发现,基因治疗在新生血管性眼病的防治中取得了长足的进步。现就基因治疗的作用机制,途径、技术、载体和靶基因的选择及基因治疗在新生血管性眼病中的应用做一综述,从而为新生血管性眼病的防治提供新的思路。1基因治疗的作用机制、途径及技术常用基因治疗包括以下几种作用机制:(I)基因替代。指不改变致病基因本身,而导入有功能的目的基因,通过其表达来补偿缺陷基因的功能。(2)基因失活。指利用反义核酸和(或)核酶特异性地阻断突变基因的表达。(3)基因抑制。指通过外源基因的表达产物来抑制体内有害基因的表达。(4)“自杀基因”治疗。指将某种“自杀基因”转移到靶细胞
8、后,使无毒性的前体药物代谢为细胞毒性药物,可使导人“tl杀基因”的细胞“自杀”,也能发挥“旁观者效应”杀死未导入“自杀基因”的邻近细胞,从而显著地扩大了其杀伤作用。基因治疗途径分为体外途径和体内途径。体外途径指将DOI:103760cmajissn1005-1015201204035作者单位:300052天津医科大学总医院眼科通信作者:颜华,Email:phuayan2000yahoocorn含外源基因的载体在体外导人生物体自身或异体细胞,经体外细胞扩增后,输回生物体l体内途径指外源基因装配于特定的真核细胞表达载体直接导人体内。常用的基因技术有:(1)核糖核酸干扰(siRNA)技术。是一种有效
9、的序列特异的转录后基因沉默技术】。(2)反义核糖核酸(RNA)技术。指通过反义RNA结合细胞中特异mRNA,能够抑制有害基因的表达或者失控基因的过度表达5。(3)核酶技术。目前发现短发卡RNA(shRNA)和锤头状RNA这2种形式的核酶存在。shRNA具有较稳定的空间结构,不易受到核糖核酸酶的攻击。并且可以重复使用,在基因治疗中得到广泛的应用6。(4)重组DNA技术。指在体外通过酶的作用将异源DNA与载体DNA重组,并将该重组DNA分子导入受体细胞内,以扩增异源DNA,并实现其功能表达的技术7】。(5)单克隆抗体技术。指将产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交,获得既能产生抗体,又能无限增生的杂
10、种细胞,并生产抗体的技术,如血管内皮生长因子(VEGF)单克隆抗体c“。2基因治疗的载体选择眼部基因治疗载体主要有非病毒载体和病毒载体两种。21非病毒载体非病毒载体的基因转导是借助现代物理化学的方法将基因导人靶细胞,主要包括脂质体、受体介导、纳米微粒及超声微泡造影剂等。脂质体是由磷脂分子构成的脂质双分子层可增m咝I里l协阱瞄万方数据430加大分子药物的穿透能力、提高药物的生物相容性、保护药物不受眼内酶的作用并可使药物缓慢释放c。】。但因其制备工艺复杂、消毒困难、水溶性药物包封率低、转染效率低和转染基因表达时问较短等不足,其临床应用仍需进一步研究。受体介导基因转移是通过受体介导的细胞内吞作用实现
11、的,具有细胞专一性及转移效率高的特点n“,其方法是利用配体和多聚赖氨酸制备核酸运载工具。纳米微粒是将药物包封于材料中成为直径11000 11111的固状胶态粒子,能穿过最小的毛细血管和血一脑屏障,可实现主动、被动靶向输送。纳米载体具有药物稳定性好、利于储备、转染效率高、安全低毒及无免疫原性的特点】。超声微泡造影剂是一种较为新型的基因转染载体,可以经外周静脉注射目的基因,由超声波在靶器官照射实现基因转染,具有治疗成本低、副作用小、转染效率高等优点1“,还可增强病毒载体的转染效率”“。22病毒载体病毒具有良好的将遗传物质插入人体细胞并独立转录、复制和表达的能力,具有结构简单、易于改造和操作等优点。
12、目前常用的载体主要包括腺病毒(Ad)、腺相关病毒(AAV)、逆转录病毒(RV)、慢病毒(LV)等。Ad是一种双链无包膜的DNA病毒,具有宿主范围广比较稳定、易纯化和大量制备、滴度较高及转染效率较高等优点。但也存在不能整合入宿主细胞染色体、免疫原性较强、缺乏靶向性等缺路,使其在临床中的应用受到一定的限制。AAV可将外源基因定向整合至宿主染色体。从而使外源基因能够长期、稳定表达,具有转染效率较高、无致病性及免疫原性等优点(1“,其缺陷是不能独立复制、包装容量有限。AAV拥有的众多优势仍使其成为当前众多疾病基因治疗临床试验的最适宜载体。目前应用AAV介导的基因治疗Leber先天黑醵已进入3期临床试验
13、,并显示出良好的效果及安全性”】。RV可有效地将目的基因整合人靶细胞基因组并稳定持久地表达所带的外源基因,但其感染的重要特征是靶细胞必须处于增生状态,因此主要用来携带自杀性基因治疗眼部增生性病变。LV是逆转录病毒科的亚科,可将外源基因随机插入至靶细胞基因序列,使其长期、稳定表达,具有免疫反应小、容量大等优点,已成为目前众多疾病基因治疗临床试验的新型载体“。3新生血管性眼病基因治疗的靶点选择VEGF是一种内皮缅胞特异性的促有丝分裂原在眼部可由视网膜色素上皮(RPE)细胞、周细胞、血管内皮细胞及视网膜神经节细胞等多种细胞分泌,在血管生成中起重要作用。其生物学效应是通过血管内皮细胞生长因子受体(VE
14、GFR)转导的。而VEGFR是酪氨酸激酶受体,主要包括VEGFR-l和VEGFR-2。范先群等【171观察了脂质体介导VEGF siRNA对角膜碱烧伤急性期新生血管形成的抑制作用,发现VEGFaiRNA能显著抑制新生血管的发生。Yuan等1明应用激光诱导视网膜静脉阻塞建立虹膜新生血管猕猴模型观察LV介导VEGF siRNA对虹膜新生血管的抑制作用,发现在激光光凝后立即给予玻璃体腔注射LV介导的VEGF siRNA可明显抑制虹膜新生血管的生成。可溶性酪氨酸激酶-1(sFh1)是VEGFRl细胞外区剪接形成的可溶性形式,可与VEGFR竞争结合VEGF起到抑制新生血管生成的作用。玻璃体腔注射LV介导
15、sFlt-1可有效抑制视网膜新生血管(RNV)的生成,而视网膜下注射AAV介导sFltl可有效抑制脉络膜新生血管(CNV)的发生t9,20。sFLT01是VEGFR-1与人免疫球蛋白G1(IgGl)重链Fc片段的杂交分子,是一种新型的抗VEGF可溶性嵌合蛋白。玻璃体腔注射AAV介导的sFLT01可有效抑制RNV和CNV的生成2“2。以上研究表明,VEGF及其受体在新生血管生成中发挥重要作用,VEGF及其受体已成为目前新生血管性治疗的重要靶点,针对该靶点的基因治疗将在新生血管性眼病的防治中发挥巨大的作用。但VEGF不仅参与新生血管的生成,同时也是血管内皮细胞存活所必需的细胞外信号分子,并且在血管
16、的维护中发挥重要作用,因此长期完全抑制VEGF及其受体的安全性仍需长期大量的临床研究及观察。色素上皮衍生因子(PEDF)是由RPE细胞产生的一种相对分子质量为50103的分泌蛋白,具有神经保护、神经营养以及抑制血管生成的作用。PEDF可使新生血管的内皮细胞产生凋亡从而发挥抑制新生血管的作用,而对于正常、静止的视网膜血管并无损伤作用。PEDF具有活性高、不良反应小等优点,是目前发现的作用最强的血管生长抑制因子睇“。超声微泡造影剂介导PEDF可有效抑制CNV的生成2“,而Ad介导PEDF在眼内表达持续时间更长,可有效抑制CNV长达42 dtm。Murakami等r263发现应用包被有仙台病毒蛋白的
17、假型LV介导PEDF同样可以抑制CNV的生成。Ad介导或AAV介导PEDF对于抑制RNV的生成同样有效口7。“。血管抑素(AS)是一种内源性纤溶酶原蛋白水解片断由5个三环区Kringle(K15)组成,Kringle区是AS最主要的功能单位,每一个Ktingle区具有不同的生物功能完整的Kringle是AS抑制新生血管形成的必要条件。AS能抑制内皮细胞的增生,迁移及血管的形成和渗漏,是迄今发现最有效的血管生成抑制剂之一。应用AAV介导AS对于CNV及RNV均有良好的抑制作用,且并未造成感染及视网膜和脉络膜细胞的凋亡,表明该方法安全有效“驯。内皮抑素(ES)是胶原蛋白X、V及的C末端酶解片段,相
18、对分子质量为20103,可直接作用于血管内皮细胞,阻断其G1期增生。从而抑制其生长。研究发现应用各种载体介导ES对角膜,脉络膜及视网膜新生血管均有很强的抑制作用口。”。ES作为一种内源性抑制因子,不仅能有效抑新生血管生成,而且对于维持血管的通透性具有重要作用。因此,对于糖尿病视网膜病变患者进行针对ES靶点的基因治疗可显著改善因黄斑水肿、RNV及视网膜脱离所造成的视力损害。基质金属蛋自酶(MMPs)是一类在结每上具有显著同源性的锌离子依赖性内肽酶,在促进血管新生的过程中起关键性作用。基质金属蛋白酶组织抑制因子(TIMPs)是MMPs的天然抑制物,目前有4个成员,即TIMP 14,可以高度特异地抑
19、制MMPs或其前体,从而抑制其降解细胞外基质的作用。万方数据MMPsTIMPs系统平衡失调所引起的基底膜和细胞外成分的降解是新生血管形成的关键。Lambert等3妇应用Ad介导TIMP-1和TIMP-2均可明显抑制CNV的生成。但由于TIMPs是一种脂溶性蛋白,过度表达易造成体内蓄积从而导致Brueh膜增厚,而弥漫增厚的Bruch膜与CNV的生成密切相关,因此应用TIMPs作为新生血管基因治疗靶点时应避免其过量表达。缺氧诱导因子一l(HIF-1)广泛参与哺乳动物细胞中缺氧诱导产生的特异应答,在缺氧诱导的基因表达调节中起关键作用,能诱导VEGF以及一些下游基因的表达。导致血管新生。HIF-1由缺
20、氧诱导因子一la(HIF-la)和缺氧诱导因子一1B(HIF-Ip)亚单位构成的异二聚体,I-IIFla是惟一的氧调节亚单位,决定HIF-I的活性。脂质体介导的HIF-la反义寡核昔酸能有效抑制视网膜微血管内皮细胞HIF-1a的表达,进而抑制细胞VEGF的表达3“。Zhang等嘲研究发现纳米微粒介导的HIF一1n shRNA可有效地抑制CNV的生成。由此可见,HIF-1a有望成为防治新生血管性眼病的重要靶点。血管能抑紊是2000年由Kamphaus发现并命名,其N末端主要作用是诱导内皮细胞的凋亡,C末端主要作用是抗血管生成和抑制内皮细胞的增生,其抗血管生成作用强于血管抑素和血管内皮抑紊。盂丽娜
21、等D”通过玻璃体腔注射血管能抑素真核表达质粒,发现其对氧诱导RNV有显著的抑制作用。提示血管能抑索基因转移具有潜在治疗RNV性疾病的应用前景。Ras相关的c3肉毒毒素底物1(Rae-1)属于Rho-三磷酸鸟苷酶家族,广泛存在于多种组织的细胞膜内,介导细胞骨架结构的调节,同时参与细胞黏附、迁移和侵袭,并通过调控活性氧一核因子KB通路及HIF-1 0t的表达和活性,调控新生血管的发生。Rac lsiRNA及Rac l-shRNA均能有效抑制RNV的生成,表明Rac 1有望成为防治RNV基因治疗的新靶点【383”。Twist是一种碱性螺旋一环螺旋转录因子,调控基因twist活化可诱导细胞表达VEGF
22、,进而促进新生血管生成H“。李君等1研究发现twist siRNA可减弱血管内皮细胞的迁移能力,从而减少RNV的生成。从阻遏血管内皮细胞转型发生的角度进行基因治疗或许会为新生血管性眼病的防治提供新思路。血管抑制蛋白一l(VASHl)是一种新发现的由内皮细胞特异表达的血管生成负性调控因子,其生物学作用主要包括抑制内皮细胞增生、迁移及血管生成。Ad介导VASHl可有效抑制碱烧伤所致角膜新生血管的生成,从而为角膜新生血管的防治提供了新途径【”4问题与展望目前基因治疗在眼部新生血管性动物模型中已获得巨大成功,而且部分研究已进入l临床试验阶段。尽管如此,基因治疗仍面I性许多亟待解决的问题:(1)进一步阐
23、明新生血管的分子生物学发病机制,为基因治疗提供前提l(2)构建更多可供选择的目的基因,以促进基因治疗的发展,(3)开发高效、安全的靶向基因导入系统。促进基因治疗的飞跃l(4)加大对外源基因导人体内后的可调控性研究,以保障基因治疗取得理想效果。431随着基因工程技术的发展,将加快新生血管性眼病基因治疗的临床应用,并将展示出基因治疗在新生血管性眼病防治中的巨大优势。4参考文献13 Martin KR,Klein RL,Quigley HAGene delivery to the eyeusing adeno-assoeiated viral vectorsMethnds,2002,28:267-2
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42、ecombinant adenovirusencoding human vasohibin-IMol Vis,2010,16:13891398(收稿日期:20110713)(本文编辑:唐健)关于期刊补白问题的读者、编者通信读者作者编者编辑老师好!刚收到新一期杂志目录,看到后面关于几个汉字和词语的用法等补白条目,特就此提出一点个人的意见和建议,供参考。关于“唯”惟“粘”黏”用法之类的提示,并不是这些字就真的多么重要,可能编辑部纯粹就是为了填补那一点的空白。但如果像有的杂志那样反复使用,就显得不合适。对于这样的小空白处还不如登载一些介绍国内重要眼科学者的简短资料,也总比年复一年地学习“唯”惟”粘”
43、黏”用法好至少每期可以都换个新专家。当然,编辑部的同事如果愿意利用这样的小版块告诉大家一些论文撰写中常见的错误,哪怕是标点符号的应用(全角、半角?中式、英式?)、英文作者姓名的拼写规律等等,岂不也是对作者,对杂志更有意义?另外从经常参与审稿中发现,不少文章都或多或少的存在参考文献著录不规范的问题。有的文章在参考文献中用了至少四种表述作者的写法,如“ShaoDan Zhang”、。Yueel,YH”、“XY Liu”、“Gupta。N”、。Gupta N”。这实在太不应该。对此,通信作者应切实负起责任。论文撰写应更认真严肃,这当然包括参考文献在内针对这种问题。如果杂志能见缝插针予以指出并强调参考
44、文献的著录要求,至少也可以减轻文字编辑们的工作负担。说得不对的地方请包涵。致礼。山东省眼科学重点实验室、山东省眼科研究所王宜强2012年05月23日宜强好!感谢您提出意见和建议。作为期刊内容和形式的重要组成部分,其补白的确是非常重要。但非常遗憾。包括本刊在内的不少杂志却没有很好利用这一块版面。这一方面是大家对这个问题认识水平不高和重视程度不够,另外也可能与一些经办补白的当事入水平、能力以及办事认真程度有关。我们虽然已经意识到这一点,并多次在编辑部会议上提出而且也正在逐步改进。但在补白内容选择和形式处理上仍然不尽如人意。还望今后多批评指正。谢并祝好!本刊编辑部2012年05月24日:兰嘶啡印垦1苎1量Im里l晒墨lm兰!m万方数据