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间质干细胞荷载溶瘤腺病毒治疗肿瘤进展

文章来源:中国肿瘤临床发布日期:2014-03-21浏览次数:19797

        多数溶瘤腺病毒直接瘤内注射具有良好效果,全身静脉应用后机体免疫系统明娘影响疗效,细胞作为载体介导基因治疗可逃避机体免疫从而克服这一瓶颈,本文主要对间质十细胞荷载溶瘤腺病毒治疗肿瘤这一研究领域研究进展综述。

        1 间质干细胞与肿瘤
        宿主免疫可在病毒到达肿瘤之前消除循环中裸露的病毒。探索有效的病毒载体系统逃避机体的免疫并从而改善治疗功效逐淅被广泛关注。自身免疫系统对自身细胞无免疫力,因此将溶瘤病毒隐匿在自身细胞里可克服这一瓶颈,提供一种解决系统性运输溶瘤病毒的方法。理想的载体细胞应该能够对肿瘤有靶向性。越来越多的证据艟示干细胞、祖细胞、免疫细胞以及癌细胞H1具有这一特点,多能干细胞更加明娘副,如间质干细胞和神经干细胞,日前通过十细胞荷载病毒的传递正在成为一个广泛使用的癌症试验性治疗手段。在转移性乳腺癌、卵巢癌和恶性胶质瘤的小鼠模型中已证实间质干细胞荷载溶瘤腺病毒的可行性。Dreier等证明荷载干扰素一p (interferon-[3,INF-p)人类间质干细胞在转移性黑色素瘤小鼠肺模型中可抑制肿瘤生长并改善动物生存的效果,且来源丁骨髓、脂肪或者脐带等不同组织的间质干细胞均被证实具有自然肿瘤靶向性,间质十细胞对肿瘤的归巢能力可能是由细胞因子和趋 化因子介导,这种推沦的证据来源于间质十细胞存在这些趋性介质的受体。进一步研究发现肿瘤组织生长的微环境中高浓度的细胞因子如成纤维细胞生长因子、肝细胞生长因子、血小板源性生长因子。血管内皮细胞生长因子、表皮生艮因子、转化生长因子、单核细胞趋化蛋白一l等有利于MSCs迂移到瘤床或其周围。经过问充质干细胞复制后释放来病毒可在肿瘤细胞中复制,对肿瘤细胞产生明娘细胞病变效应,并产生的一定诱导凋亡作用,且其凋亡率硅著高于直接用相同初始病毒剂量产生的杀伤作用。间充质十细胞具有艟著归巢丁肿瘤组织的能力,24 h后主要分布于肿瘤组织边缘,72 h后主要分布于肿瘤实体内部。携带溶瘤病毒后的间充质干细胞仍具归巢能力,24 h间充质干细胞主要分布于血流丰富的器官如肝、脾、肺。24 h后,肝、脾、肺组织中的间充质干细胞逐渐减少,而肿瘤组织中间充质干细胞数鼙明湿增多。

        2 优化溶瘤腺病毒转导间质干细胞效率
        腺病毒血清5型( adenovirus serotype 5,Ad5)是使用广泛的一种有复制能力的腺病毒。腺病毒血清型的纤维蛋白连接到柯萨奇病毒一腺病毒细胞受体的表面,在感染方面是个重要的步骤。大多数潜在的细胞载体和恶性肿瘤细胞均低水平表达柯萨奇病毒一腺病毒受体。为克服这一限制,化学和基因修饰的腺病毒已经被广泛研究。 聚乙二醇( polyethylene glyc:ol,PEG)化学修饰是为避免病毒与中和抗体的结合,同时可减少病毒数量以限制病毒引起宿主的炎症反应副。将肽或配体连接于PEG链的末端可使腺病毒转染具有组织靶向性。肿瘤邗肿瘤相关的血管内皮细胞表面过度表达仪整合素,而精氨酸一甘氨酸一天冬氨酸(Arg GlyAsp,RGD)可特异性连接剑整合素,利用RGD修饰聚乙二醇化的腺病毒可结合到内皮细胞和肿瘤细胞的av[33整合素蛋白。

        此外,上皮生长因子( epidermalgrowth fac:tor,EGF)也已被证明,可以介导腺病毒转染到EGF阳性细胞。这种多肽与PEG化的腺病毒结合模式可传递不同种类病毒剑相应受体表达的载体细胞,实现靶向性。细胞与病毒粒子之间的电荷影响病毒基因转移效率,通过中和细胞表面的唾液酸与病毒粒子之间的电荷排斥可以提高腺病毒感染细胞的效率。凝聚胺一种多聚阳离子,可提高体外逆转录病毒和慢病毒介导的基因转导效率。这一策略也被用于腺病毒介导的基因转移,证明能娘著提高病毒进入间质十细胞效率且未影响问质干细胞的生存能力。这个简单的方法可以实现高效的基因传导和病毒的生殖并不需进行复杂的遗传修饰。 虽然化学修饰增加病毒传导效率并前景乐观,但是大规模生产却是一种临床挑战。故通过Ad衣壳的基因修饰熏新定位肿瘤的策略已被广泛研究。AD5-delta24RGD是可以靶向整合素ccv(33的溶瘤腺病毒,可高效转染柯萨奇一腺病毒受体( c:oxsack-ie-adenovirus rec:eptor,CAR)低表达的间质干细胞,静脉给予荷载Ad-RGD的间质干细胞可高效转染干细胞,且能够转运和释放病毒颗粒到大脑原位胶质瘤并终导致提高荷瘤小鼠的存活率明。

        通过7个赖氨酸残基[K7 (KKKKKKK)肽]修饰腺病毒纤维蛋白HI环获得(Ad-p7k)可以靶向硫酸乙酰肝素。Acl-p7k有良好的转染效率,并提高数种荷瘤鼠的治疗效果,在间质干细胞的转染效率提高是Ad5的400多倍,Ad-RGD的16倍。 超过100个不同的腺病毒(Ads)分为6个亚型(A至F)。其中B亚型的腺病毒可以利用广泛表达在细胞表面的CD46和其他未经确认的蛋白作为受体进入宿主细胞。为实现在广泛细胞类型的转染,增加C亚型腺病毒载体的转导速率。通过基因T程用B亚型的腺病毒纤维球结构域取代C亚型的腺病毒纤维球结构域,这种嵌合体除提高了转染效率,还可以减少肝脏的嗜性,减轻肝脏的毒性,与未修饰的Ad5相比,增加循环时间。因此,嵌合的Ad5载体一定程度克服了未经修饰的Ad5的感染载体细胞的限制。嵌合溶瘤腺病毒Ad5/3与Ad-RGD相Ac15比较对于卵巢癌和乳腺癌裂解能力明娩提高。静脉注射荷载Ad5/3的间质干细胞后能明娩改善转移性肿瘤小鼠的存活率陋纠。表达相对较低水平CD46的间质十细胞,发现可以转染Ad5F35,这也表明在Ad5F35转染过程中,其他未知的受体也参与其中陋纠。另外,与Ad5-RGD和Ad5/3相比,Ad5F35也展现fII对恶性胶质瘤特异的基因传导和溶瘤作用,可见使用嵌合病毒作为载体细胞介导的肿瘤治疗具有可行性。 Hamada等F241评价利用卵巢癌起源的细胞载体荷载南IAI.3B启动子调控的溶瘤腺病毒的治疗效果,结果肿瘤细胞荷载溶瘤腺病毒对卵巢癌有治疗效果。

        另外,利用正常的细胞载体MSC荷载CXC趋化因子受体4启动子( C-X-CChemokine rec:eptor 4,CXCR4)调控的Ad可以靶向胸腺癌和恶性胶质瘤。CXCR4启动子调控的Ad在人间质干细胞和胶质细胞中的复制高野生型EIA基因启动子多倍。在转移性乳腺癌的小鼠模型中,与单独静脉注射Ad相比,人间质干细胞介导的Ad-CXCR4经静脉注射后能艟著提高小鼠的存活率。2副。

        3 展望
        间充质十细胞有跨时代的意义但仍有许多问题需要解决:1]免疫抑制作用持续时问长短、作用强弱,是禽会增加机体感染概率、提高机体内细胞恶性病变的可能性还不明确;2)自身致瘤性问题,日前存在较大争议;3)南问充质十细胞诱导分化而来的细胞具有这些组织细胞的形态和表型,但具有这些组织细胞功能的研究还需要大量的研究证实。静脉注射间质十细胞对大多数肿瘤有效,但缺乏充足证据,这种传递方式仍受到质疑。如在脑肿瘤模型中,通过尾静脉注射间质干细胞缺乏对颅内肿瘤的靶向性。为提高肿瘤靶向性,通过小鼠颈动脉注射椅载绿色荧光蛋白标记的腺病毒间质干细胞町进人人脑胶质瘤的局部,获得明屁效果。见通过靶器官的动脉应用间质干细胞克服间质干细胞的归巢特点非特定性。综上所述,载体细胞归巢和生物产品运行的特点及载体细胞町能对肿瘤生物学的影响需要进一步研究。细胞载体荷载溶瘤腺病毒和基因的模式仍需要从病毒的设计到载体细胞的制备、细胞和病毒的生命周期动力学到药物代谢动力学多种类型专业知识的整合,未来需要所有研究领域的努力,才能导致这项技术的临床应用。