加州大學(xué)洛杉磯分校和加州理工學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種新的基因治療方法來阻止艾滋病毒進入人體細胞。這一技術(shù)為治療HIV感染者提供了一條可能的途徑,而且可用于任何由于基因功能障礙引起的疾病,包括癌癥。這篇文章發(fā)表在2002年12月13日期美國《國家科學(xué)院院刊》(ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences)上。
這個研究小組發(fā)現(xiàn)了叫做小干擾RNA(smallinterferingRNA,siRNA)技術(shù)的一個新用途。特別設(shè)計的合成siRNA作為一種催化劑可減少特異基因的表達,使疾病病癥放慢。“合成的siRNA是非常強大的工具,但科學(xué)家對于如何將其以穩(wěn)定形式插入到免疫系統(tǒng)中*莫展。你不能只是將它們隨便放到細胞中。”加州大學(xué)洛杉磯分校艾滋病研究所的主任IrvinS.Y.Chen說道。
Chen與諾貝爾獎得主、身為加州理工學(xué)院校長的生物學(xué)教授DavidBaltimore博士進行了合作。二人與同事DonSungAn博士和Xiao-FengQin博士一道用“解除武裝”形式的HIV病毒構(gòu)建出一個革新的運輸工具來運送siRNA到人體細胞。他們的目標是在遺傳上除去一個HIV傳播所需的受體--細胞表面的一種蛋白。
“要穿透細胞,HIV需要兩個受體執(zhí)行象門把手一樣的功能,使病毒能夠進入細胞。“Baltimore說。”HIV會抓住受體,迫使自己進入細胞。如果我們能夠敲除這些受體,就有希望阻止HIV感染細胞。”
這兩個受體其中一個就是CD4,CD4存在于執(zhí)行正常免疫功能所必需的抗感染T細胞的表面。然而,另一受體--CCR5在免疫功能中也起著一定作用,但卻不是人體正常功能所必需的。
事實上,約有1%的白種人生來就沒有CCR4。大規(guī)模研究已經(jīng)證明,這些人具有天然抗HIV感染的特性。
“正常情況下,人體中的每一基因都有兩個拷貝。”Chen介紹說。“當CCR5基因的一個拷貝缺失或缺陷時,這個人仍會被HIV感染,但他的病情發(fā)展會緩慢一些。我們推測,敲除CCR5基因?qū)行Ф糁瓢滩〉牟〕獭?rdquo;
加州大學(xué)洛杉磯分校和加州理工學(xué)院的研究小組提取健康人血液中的T細胞進行培養(yǎng),然后將siRNA插入到細胞中。接下來,他們將HIV導(dǎo)入培養(yǎng)皿在細胞培養(yǎng)物中溫育8天。為保證準確性,實驗重復(fù)了次。
當研究小組檢查細胞培養(yǎng)物時,他們看到CCR5的表達降低了10倍。事實上,HIV成功感染的細胞數(shù)量不足20%。其余的細胞都得到了有效的保護。
“我們的發(fā)現(xiàn)燃起了用這種方法或?qū)⑦@種方法與其它藥物結(jié)合治療HIV患者的希望--尤其是用于治療其它形式療法尚未得到良好結(jié)果的病人。”Baltimore說。
“siRNA的合成很容易,我們可以用載體將其運送到不同類型的細胞中,修復(fù)基因故障。”Chen說。“這一技術(shù)還可用于治療腫瘤以及任何科學(xué)家希望敲除功能缺陷基因的疾病。”
這項技術(shù)對于治療感染、自體免疫疾病和免疫疾病也有一定意義。“我們可以利用siRNA來阻止微生物進入機體,或出現(xiàn)在錯誤的位置上、錯誤的時間里。”Baltimore說。“我們可以關(guān)閉一種特殊激素的過量產(chǎn)生。總之,這一技術(shù)的應(yīng)用具有無限的可能性。”