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专访 | PNAS主编Inder Verma教授谈基因治疗

2017/12/10 来源:钱柜777娱乐官网
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导读
主要从事基因疗法、肿瘤遗传学和炎症研究的Inder Verma教授,是该领域世界主要权威专家之一,他就职于美国Salk研究所,同时还是PNAS的主编。近期,钱柜777娱乐官网对Inder Verma教授进行了一次专访。

2017年12月4日到8日由冷泉港亚洲举办的LiverBiology, Diseases & Cancer学术会议在苏州举办。Inder Verma教授作为嘉宾在会议上做了主题演讲,并在会后接受了我们的采访。

1

改造HIV病毒做载体

Verma教授是第一位对HIV进行改造并用于将外源基因导入靶细胞的科学家。这些转染后接受新基因的细胞可以被移植回体内,产生具有正常功能的蛋白,以弥补自身基因的缺失或异常,从而达到治疗疾病的效果。现在,这种逆转录病毒载体技术是分子生物学实验室和临床试验中常用的工具。

因此在我们的专访中,一开始就请Verma教授介绍了他们是如何改造HIV的。

Verma教授告诉我们,在1992年,当时所研究的载体只能把基因转入能够分裂的细胞中去。而研究工作的开展需要找到一种载体也能将基因递送到不能分裂的细胞中去,比如脑细胞、神经细胞和肝脏细胞。

不久,他们意识到HIV反转录病毒可以将基因导入到神经和其它不分裂的细胞。问题是如果利用HIV病毒,去除会引起疾病的所有其它组分换入想要递送的目标基因,那么这个病毒载体是否还能转染不分裂的细胞而又不引起疾病呢?

HIV有9到10个基因,但实际上只需要其中两个用于复制和整合。所以他们利用HIV病毒能够感染不分裂的细胞并且能整合到细胞的基因组的特点,去除了几乎百分之九十的HIV基因组,构建了一个能转染不分裂的细胞而又不会引起疾病的递送体系。

Verma教授表示,即使到现在,在癌症CAR-T细胞治疗中的基因转导所用的载体和他们当年开发的基本一样,没有什么改变。因为百分之九十的基因组已经剔除了,没有更多的序列可以再删除,其它人所做的就是加入各自感兴趣的目标基因。主要载体构建机制还是和1996年时他们所开发出来的一样。

2

理想的基因治疗载体

要做好基因治疗,载体是最关键的。于是我们询问了Verma教授理想的载体应该是什么样的?教授无不幽默地说,“完全理想的是我们曾经在纸上设计的载体”。

他进一步指出,理想的载体应该可以大规模生产;能够顺利转染能分裂或不再分裂的细胞;进入细胞后能在基因组中安全的位点整合,而不插入错误的位点;具备调节蛋白表达的功能,当你在想运用它的时候能够顺利开启,不用的时候顺利关闭,并且能控制在哪里表达和表达的量;不能有免疫上的副作用,否则机体会将其排斥。这样的病毒载体才是能顺利应用于基因治疗的理想载体。

简化版HIV载体已经拥有很多上面所说的优点了,虽然还不能满足所有的要求,比如他们还不能完全随意开启和关闭,但是他们可以控制它整合到基因组的位点。因此,除了不能调控开启和关闭的问题,简化版HIV载体基本上是一个几近完美的载体了。

3

肝脏方面的基因治疗研究

Verma教授的研究小组在脑瘤和肺部疾病方面都做出过卓越的成效,这次冷泉港亚洲会议的议题是关于肝脏的,我们很好奇的是Verma教授是不是有计划要研究肝癌?

Verma教授解释说他们并不直接研究肝癌,而是将肝脏作为研究手段起作用的场所——产生蛋白质的器官。比如血友病A是缺乏凝血因子Ⅷ,血友病B是缺乏因子Ⅸ而造成凝血障碍。他们运用病毒递送凝血因子的基因,或者用纳米粒子将凝血因子的mRNA引入实验动物或人的肝脏细胞。也许将来他们会进入肝癌的研究领域,但目前是在肝脏中运用基因治疗生产疾病所缺乏的蛋白。

说到肝脏的基因治疗,我们也很想知道和在肝脏中做基因治疗相比其它器官是难些还是容易一些。

对此,Verma教授告诉我们,在基因治疗方面,最简单的是在循环系统的血细胞中。人体每天制造百亿个新的血细胞,因为身体内的造血干细胞能够保持制造新的血细胞。所以将制造血细胞的骨髓干细胞取出并导入基因后再放回去,改造过的干细胞产生的新的血细胞就会到达身体各处。

但是对于肝脏、肺、脑等就不能同样操作了,递送基因仍然是个问题。不过相对其他器官来说,肝脏要相对简单一点。首先肝脏是一个很大的器官,而且血管丰富,引入基因相对来说还不算太难。另外在基因治疗的效率方面,如何递送基因进入大量的细胞还是个难题。在肝脏组织里少量的细胞中表达新的蛋白不算难,但是在大部分肝脏组织中做基因治疗,现在虽然有一些进展,但还很是一件很难的工作。