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基因载体研究滞后局面亟待改变

2005-11-16 08:09 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了基因载体研究滞后的现状及其对基因治疗发展的制约。文章介绍了病毒载体和非病毒载体的优缺点,并重点阐述了浙江大学梁文权教授关于通过交叉学科研究克服细胞转染屏障、设计多功能复合给药系统的建议。同时,美国专家Sung Wan Kim教授介绍了功能性聚合物作为非病毒载体的潜力及三种给药方式。文章强调了膜活性肽在提高转染效率中的关键作用,为基因载体研究提供了新思路。

人类基因组计划的飞速进展使人们对基因治疗的前景充满信心。要成功实施基因治疗,必须具备三个关键因素:针对性的治疗基因、基因运送系统和基因表达调节系统。然而,相对于生物化学和分子生物学等学科对基因治疗技术的巨大推动作用,进展缓慢的基因运送系统已成为制约基因治疗发展的瓶颈。目前,该领域研究滞后的现象引起药物制剂研究界的广泛关注,国内外专家纷纷为加速基因载体研究献计献策。

现有的基因载体包括两类:病毒载体和非病毒载体。病毒载体在临床应用中占主要地位,其转染率较高,但也存在免疫原性、与宿主细胞整合的潜在危险、缺乏靶向性以及对插入DNA长度有限制等问题。非病毒载体具有低毒、低免疫反应、易组装、经济、便于大规模应用和可反复应用等优点,但难以通过细胞膜屏障、靶向性差、基因表达不稳定、转染效率低等缺点。总之,现有载体难以帮助DNA克服体内和细胞水平的所有障碍,理想的基因载体尚未被发现。

浙江大学药物研究所的梁文权教授指出,基因给药系统的研究方向应通过多种交叉学科(材料学、细胞生物学、免疫学、药剂学等)的研究,以克服细胞转染的屏障为突破点,提高转染效率,降低转染毒性。为此,应重视膜活性肽的研究。针对基因转染在细胞水平的各种壁垒,膜活性肽可分为三类:膜渗透肽,含有多个碱性氨基酸,显示正电荷,能与细胞膜上的负电荷结合,有利于通过生物膜;膜融合肽,能够与细胞膜或内体膜发生融合,如Sendai病毒的F蛋白,或pH值敏感蛋白,当pH值降至5左右时,其构型变化,促进内体膜孔形成,诱导脂质体膜和内体膜融合,释放包封物质;核定位信号肽,存在于真核细胞蛋白和病毒蛋白中,具有引导趋向定位核区的功能。

梁文权教授建议,应设计多组分、多功能的复合给药系统,并加强基因给药的细胞内控制释放研究。他展示了一个具有多组分元件和功能的纳米-脂质体复合给药系统示意图,该系统由内向外分别由DNA-纳米复合物、水凝胶、类脂双分子层、硬脂酰-膜渗透肽、膜融合肽、PEG-靶向配体组成。

作为美国国家科学院和美国国家工程院院士,来自美国犹他州大学药物传释研究中心的知名专家Sung Wan Kim教授的研究内容非常前沿。他在题为“采用功能性聚合物递送治疗性质粒”的报告中提到,聚合物作为基因的非病毒载体具有很大潜力。同时,他以生动的研究实例介绍了三种给药方式:部位特异性给药(原位给药)、局部给药和全身给药。此外,他还阐述了位点特异性基因的构建及目前基因治疗中所需考虑的问题。

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