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反義技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)治療腫瘤的新技術(shù),已成為醫學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一,許多反義藥物已開(kāi)始進(jìn)入臨床實(shí)驗階段,并取得了令人滿(mǎn)意的療效。文章主要綜述了反義核酸誘導治療白血病新進(jìn)展。
腫瘤細胞因其自身的生長(cháng)特性而有一些特異表達的基因,這些基因在正常細胞不表達或表達程度很低,因而針對這些基因的反義藥物在治療腫瘤時(shí)對正常組織不產(chǎn)生或僅產(chǎn)生較小的副作用。目前選擇的抗腫瘤反義藥物的靶點(diǎn)主要有:
①癌基因類(lèi):c-myc、c-myb,bcl-2,N-Ras,K-Ras,H-Ras,c-un,c-fos,cdc-2,c-mos等。
②宿主基因類(lèi):如多藥耐藥基因、細胞周期素、前胸腺素、T細胞受體、表皮生長(cháng)因子受體、蛋白激酶C等。
③細胞因子類(lèi):如IL-2,IL-1α,IL-1β等。
在白血病方面,被研究的基因主要有以下方面。
1.癌基因類(lèi)
1.1 Bcl-2
目前的研究已表明:bcl-2基因是一個(gè)耐藥和抗凋亡基因。bcl-2蛋白表達的高低與腫瘤細胞對多種化療藥物敏感性密切相關(guān),bcl-2基因的過(guò)度表達可明顯降低化療藥物引起的細胞凋亡。Zhang等將三氧化二砷與bcl-2的反義寡核苷酸聯(lián)用,作用于K562和NB4細胞,結果發(fā)現反義寡核苷酸能明顯促進(jìn)白血病細胞系對三氧化二砷的敏感性。
Bcl-2的過(guò)表達被認為是白血病耐藥、預后差的重要原因之一,那么,降低bcl-2的表達,則可部分逆轉其耐藥,增加緩解率。根據這一設想Marcucci等利用bcl-2反義寡核苷酸藥物G3139進(jìn)行了臨床實(shí)驗,病人共20例,包括難治及復發(fā)的急性淋巴細胞白血病和急性髓細胞性白血病。采用G3139與氟達拉濱、阿糖胞苷及粒細胞集落刺激因子聯(lián)合用藥,9例病人對治療有反應,其中6例取得完全緩解,3例部分緩解;在12例可評價(jià)的病人中,9例bcl-2 mRNA水平下調,此項研究證實(shí),bcl-2反義寡核苷酸能夠在治療白血病中起到積極作用。已有研究證實(shí),針對bcl-2 mRNA翻譯起始部位的反義寡核苷酸(AS-ODN)可抑制許多腫瘤細胞中bcl-2的表達,促進(jìn)細胞凋亡,提高腫瘤細胞對化療的敏感性。
1.2 Bcl-xL
Bcl-x mRNA前體經(jīng)過(guò)不同的剪接可產(chǎn)生兩種不同的mRNA,表達產(chǎn)物分別為抗凋亡的Bcl-xL和促凋亡的Bcl-xS。近來(lái)的一些研究報道提出凋亡抑制蛋白Bcl-xL和許多常見(jiàn)惡性腫瘤的化療耐藥有密切關(guān)系。在體外轉染針對Bcl-xL基因的ASODN以后,能夠誘導多種惡性腫瘤細胞凋亡,或促進(jìn)其對化療藥物的敏感性。 Broome等進(jìn)行了Bcl-xL的反義寡核苷酸作用于急性T淋巴細胞性白血病細胞系CEM的研究,經(jīng)反義寡核苷酸干預18h后,與對照組相比,CEM細胞的Bcl-xL蛋白表達及活細胞計數均明顯降低,聯(lián)合應用地塞米松或阿霉素則作用效果更為明顯,結果證實(shí)Bcl-xL反義寡核苷酸具有細胞毒活性,能夠增強化療藥物誘導的白血病細胞死亡。
1.3 c-myb
c-myb基因屬于癌基因的一種,與細胞周期進(jìn)展有關(guān)。c-myb蛋白水平隨細胞周期的進(jìn)程而短暫升高。在細胞終末分化階段c-myb的表達迅速下降。c-myb的表達能阻斷正在分化的骨髓細胞成熟。Luger 等用c-myb的反義寡核苷酸對部分慢性粒細胞白血病病人在自體骨髓移植前進(jìn)行骨髓凈化,提取CD34(+)骨髓細胞,用c-myb的反義寡核苷酸凈化24h(19例)或72h(5例),檢測c-myb mRNA發(fā)現其表達水平下降大約50%,細胞經(jīng)長(cháng)期原代培養,檢測bcr/abl發(fā)現超過(guò)50%的病人取得了完全的凈化,第100d細胞遺傳學(xué)檢測發(fā)現,盡管自體移植前100%的病人呈Philadelphia染色體陽(yáng)性,但移植后有6/14的病人有細胞遺傳學(xué)改變,其中1例獲得完全細胞遺傳學(xué)緩解,3例Philadelphia(+)病人細胞降至33%以下,與對照組相比效果明顯。
2.凋亡抑制蛋白家族
腫瘤的發(fā)生發(fā)展與細胞的凋亡受阻密切相關(guān),許多凋亡抑制蛋白(IAP)家族成員已成為基因治療的有效靶點(diǎn)。Survivin是1997年發(fā)現的一種新的凋亡抑制基因,定位于17q25上,廣泛地表達于胚胎發(fā)育組織以及多數人類(lèi)腫瘤細胞,在正常分化成熟組織中未見(jiàn)表達。Survivin以細胞周期依賴(lài)特異性表達于G2/M期,參與有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成,保持有絲分裂的真實(shí)性,從而使細胞順利通過(guò)G2/M期。研究表明Survivin基因在胚胎發(fā)育及腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中具有重要的作用。大多數白血病細胞表達Survivin基因,而正常骨髓細胞均不表達Survivin。由于Survivin在腫瘤細胞中的特異性表達,使它在理論上成為反義基因治療腫瘤的一個(gè)新靶點(diǎn)。Olie等針對Survivin mRNA設計6條ASODN,然后應用熒光定量PCR篩選到下調mRNA作用最強的ASODN4003。王曉娟等將Survivin基因反義核酸通過(guò)電穿孔的方法轉染入白血病細胞系HL-60,發(fā)現Survivin mRNA的表達下降,進(jìn)一步與紫杉醇聯(lián)用發(fā)現Survivin反義核酸能夠增加HL-60細胞的凋亡。
3.端粒酶
端粒酶是由RNA和蛋白質(zhì)組成的一種核糖核蛋白復合物,含有端粒重復序列的模板,能以自身RNA為模板,復制合成端粒重復序列,對維持細胞的生存起著(zhù)極其重要的作用。研究表明在人體大部分正常組織中沒(méi)有端粒酶活性表達,僅在胚胎細胞、睪丸、卵巢、肝細胞、造血干細胞及正常白細胞等部分細胞中有端粒酶很弱的表達,與之相反,約有85%的腫瘤細胞表達較高的端粒酶活性。這說(shuō)明端粒酶激活在大多數腫瘤細胞中普遍存在,端粒酶可能參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。端粒酶由三部分組成:人端粒酶催化亞單位(hTERT),人端粒RNA(hTR),端粒酶相關(guān)蛋白(TP1)。Yuan等將端粒酶HTERT反義寡核苷酸與CDDP 聯(lián)合作用于HL-60 及K562細胞,發(fā)現該反義寡核苷酸能增加HL-60及K562對CDDP的敏感性,誘導這兩種細胞系的凋亡。之后,他們又對急性及慢性髓細胞性白血病病人的白血病細胞進(jìn)行類(lèi)似實(shí)驗,結果也證實(shí)端粒酶HTERT反義寡核苷酸能夠促進(jìn)白血病細胞對CDDP的敏感性。
4.蛋白激酶C
蛋白激酶C(PKC)是絲-蘇氨酸蛋白酶家族,參與信號傳導系統,調控生長(cháng)因子應答,控制細胞增殖和凋亡,與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。因此,PKC成為抗腫瘤治療的靶點(diǎn)。Thonel A等用蛋白激酶C反義核苷酸作用于A(yíng)ML細胞,發(fā)現單獨應用反義核酸對白血病細胞作用有限,但如果與化療藥物聯(lián)合應用卻能取得讓人滿(mǎn)意的結果。
5.耐藥基因類(lèi)
腫瘤細胞耐藥是化療失敗的一個(gè)重要原因,各方學(xué)者都在探討逆轉腫瘤細胞耐藥的方法,這些方法多在P-gp水平起作用,且副作用較大。從基因水平逆轉其耐藥便成為研究熱點(diǎn)方向。多藥耐藥基因(MDR1)在腫瘤耐藥中起了重要的作用。Wei等試驗用反義技術(shù)逆轉其耐藥,他們采用耐阿霉素的K562細胞(K562/ADM)系作為研究對象,以針對MDR1的核酸肽和反義寡核苷酸作用于K562/ADM,結果發(fā)現,單獨的核酸肽和反義寡核苷酸對K562/ADM的增殖沒(méi)有抑制作用,而與阿霉素共同作用時(shí)則產(chǎn)生明顯的抑制作用,K562/ADM細胞內阿霉素的濃度明顯增高,P-gp表達下調。
6.血管內皮生長(cháng)因子
血管內皮生長(cháng)因子(VEGF)是一種促血管形成因子,在體外能夠誘導血管內皮細胞的增殖和遷移,在體內能夠促進(jìn)血管新生。血液系統腫瘤也存在血管新生現象,瘤細胞過(guò)量表達VEGF,骨髓微血管密度增加。研究顯示VEGF能促進(jìn)白血病的發(fā)生發(fā)展,還與預后有關(guān)。因此抑制VEGF表達可能成為血液腫瘤治療的一項新措施。Ruan等分別將VEGF正義核苷酸與反義核苷酸轉染入白血病細胞系K562,檢測細胞的增殖與凋亡,結果發(fā)現轉染反義核苷酸的K562細胞VEGF分泌下降49%,而轉染正義核苷酸的K562細胞VEGF分泌上升3倍;他們還進(jìn)一步進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗,將轉染反義核苷酸的K562細胞接種至裸鼠,結果腫瘤微血管密度較對照組減低,而且如果在INFα存在的情況下細胞凋亡加速。
7.細胞周期類(lèi)
細胞周期素(cyclins)是特定時(shí)相短暫出現的基因表達產(chǎn)物,是細胞周期素依賴(lài)性激酶(CDK)的基本激活亞基,對細胞通過(guò)細胞周期調控點(diǎn)(cell-cycle checkpoints)的調節上起關(guān)鍵性作用。目前已發(fā)現Cyclin A-I 9個(gè)成員。細胞周期的紊亂將導致無(wú)限制的細胞分化,這是腫瘤發(fā)生的原因之一。實(shí)驗研究發(fā)現,在體外以脂質(zhì)體作為載體將細胞周期素A (Cyclin A)反義核苷酸轉染入白血病細胞系HL-60細胞,HL-60細胞生長(cháng)較對照組明顯降低,細胞出現明顯的凋亡特征。cyclin G1作為一種新的細胞周期素,在細胞的生長(cháng)過(guò)程中起著(zhù)一定作用。利用細胞周期素G1(cyclin G1)反義硫代脫氧寡核苷酸對HL-60細胞在裸鼠體內生長(cháng)的抑制作用研究發(fā)現,cyclin G1蛋白的表達明顯下降,裸鼠體內HL-60細胞的生長(cháng)受抑,且有部分細胞出現凋亡。
近十幾年來(lái),反義技術(shù)的迅速發(fā)展,已成為醫學(xué)界研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一,許多反義藥物已進(jìn)入臨床實(shí)驗,并取得了一定的療效,這為白血病以及其他惡性腫瘤的診治帶來(lái)了新的希望。但同時(shí)我們也應看到反義治療技術(shù)還處在起步階段,還存在不少問(wèn)題,比如轉染效率不夠高,特異性及穩定性還有待解決等。我們有理由相信,隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,這些問(wèn)題將被逐步解決,由于反義技術(shù)的獨特優(yōu)勢,它必將成為治療腫瘤的有力手段。
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