科學家利用陽離子基脂質(PCL)來包覆DNA/mRNA進行基因治療，而不使用危險性高的病毒作為DNA/mRNA載體(vector)，以期得到更安全且無後遺症的基因治療技術。嚴重多項免疫不全症(Severe Combined Immunodeficiency, SCID)又名泡泡兒症候群(Bubble baby syndrome)的致死率極高，將近80%的患者，利用骨髓移植來恢復受捐者(recipient)的胸腺功能，以期產生T細胞來改善免疫的功能，利用這種治療方法仍有諸多移植排斥、沒有合適的骨髓捐贈者(donor) 以及日後併發白血症等問題(註1)，癒後成效並不高(註2)。因此許多醫學研究人員嘗試利用基因工程的技術，直接修復受損基因。 基因工程在基因治療上面不斷地研發出新的科技技術。在基因遺傳缺陷方面治療，目前使用逆轉濾過性病毒(retrovirus)作為DNA載體，將基因直接送進標的細胞內進行標的基因修復(註3)。例如1998年紐西蘭的科學家Matthew J.D.等人進行動物實驗，以逆轉濾過性病毒(adeno-associated)為載體，將beta-galactosidase基因直接送入兔子腸道中，測得beta-galactosidase的活性在6小時內達到高峰，並且可以維持6個月(註4)，Matthew相信此實驗結果有助於日後解決人類乳糖不耐症的困擾。同樣地，囊胞性纖維症(Cystic fibrosis)(註5)、糖尿症(Diabetics) (註6)、帕金森氏症(Parkinson's disease) (註7)等疾病也可以基因嵌入方式，在疾病治療控制上獲得好的成效。 不過1999年以後在美、法等地陸續發生接受基因治療後死亡病例，因此以病毒當作基因載體的安全性令人擔心 (註8)。2001年美國DAVIS加州大學 (UC Davis) Nantz化學博士的研究小組發現陽離子基脂質(poly cationic lipid; PCL)為一更方便且安全的材料 (low cytotoxicity)，,可以取代病毒當作基因載體材料。 利用PCL的電荷相吸原理，自發性地與DNA形成一脂質/DNA的脂複合體(lipoplex)。脂質的生物性雙層膜的特性可以防止在運送過程中被水解(serum resistant)。由於細胞質內漿呈酸性，脂複合體會快速朝細胞核移動，靠近後再釋出所攜帶的基因。如此一來也就能精準的被送入真核細胞核中進行標的基因修復作用。 2003年Liu 和Nantz等人進行老鼠實驗，將DNA個別附著在:(1) PCL-Chol. (2) DOTAP (1,2-bis (dioleoyloxy)-3-(tri-methylamonio) propane)-Chol. 和(3) DOPE (L-alpha dioleoyl phosphatidyl ethanolamine)-Chol. 3組liposome 載體，以及對照組 (naked DNA) ，分別注射到肝部分切除(partial hepatectomy)的老鼠體內，同時施打T3甲狀腺素以刺激肝細胞再生。利用免疫螢光技術偵測新生肝細胞中所注射的3組liposome載體的DNA均有活性，顯示liposome載體可順利將DNA送入細胞內。而PCL-Chol -DNA活性比其他3組(DOTAP和DOPE載體和對照組)來得高。 2003年Anderson等人發現PCL用在攜帶mRNA成效比DNA來得更佳。先將PCL-mRNA加到人類腦脊液(hCSF)，利用gel electrophoresis偵測hCSF內PCL-mRNA活性，結果發現PCL至少可保護mRNA 4小時不被hCSF中的RNases分解掉。對照組naked mRNA 活性則不到5分鐘就會被RNases分解掉。他們繼續進行老鼠Chinese hamster體內實驗，先注射luciferase or green fluorescent protein (GFP) 抑制RNases活性，結果發現在老鼠的中樞神經系統可以偵測到PCL-mRNA lipoplex 活性。顯示PCL是個極佳的載體材料，使得基因修復危險性大幅降低。 1998年Nantz博士與Genteric生技公司合作研發"基因"藥丸。倘若每種基因缺陷問題皆可方便到只用一小藥丸就可以改善，未來會不會簡單到藥局買一些"基因"藥丸，來修補我們先天的一些缺陷，或是'製作"更完美的後代? 屆時恐怕我們要的不只是醫療上的有效治療保證，許多因而衍生出來的社會道德問題才是科學家們真正需要解決的議題。 =================================================== --原始文獻: 1). Poly (cationic lipid)-mediated in vivo gene delivery to mouse liver. Liu, L., Zern, MA., Lizarzaburu.ME., Nantz, MH., Wu, J. Gene Therapy . 2003. Vol. 10, no. 2, pp. 180-187. 2). Stability of mRNA/Cationic Lipid Lipoplexes in Human and Rat Cerebrospinal Fluid: Methods and Evidence for Nonviral mRNA Gene Delivery to the Central Nervous System. Anderson, DM., Hall, LL., Ayyalapu, AR., Trion, VR., Nantz, MH., Hecker, JG. Human Gene Therapy. 2003. Vol. 14, no. 3, pp. 191-202. 3). Peroral gene therapy of lactose intolerance using an adeno- associated virus vector. Matthew J. During, Ruian Xu, Deborah Young, Michael G. Kaplitt, Robert S. Sherwin & Paola Leone. Nature Med., 1998. Vol. 4, no. 10, pp 1131 – 1135. (註4) --參考連結: http://www.sciencedaily.com/releases/2003/05/030515074907.htm http://www-chem.ucdavis.edu/groups/nantz/mainpage.htm http://archives.tcm.ie/irishexaminer/2002/07/02/story31113.asp (註2) http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=383 (註3) http://www.nature.com/nsu/020101/020101-6.html(註5) http://www.nature.com/nsu/001123/001123-9.html(註6) http://www.news.ucdavis.edu/search/news_detail.lasso?id=6422 (註8) --參考來源： Science Daily Magazine: Putting Genes In A Pill =================================================== (此篇編譯文章作者曾發表於2003.01.18 科景網站. http://www.sciscape.org)
留言列表
