2 结果
2.1 荧光蛋白表达结果 hES腺病毒感染后,hRPE细胞形态正常,感染后8 h即开始出现GFP表达,24 h即可见全部hRPE细胞表达GFP,感染效率达到100%。GFP的表达在荧光显微镜490 nm波长激发光下呈黄绿色,弥漫于整个胞质中(见图1)。
2.2 免疫组化检测结果 免疫组织化学检测感染hES腺病毒后,hRPE细胞浆内可见棕黄色的阳性反应,在感染空载腺病毒的对照组中细胞胞浆无染色(见图2)。
2.3 RT-PCR检测结果 提取感染hES腺病毒的或空载腺病毒的hRPE细胞总RNA行RT-RCR反应,产物经琼脂糖凝胶电泳进行鉴定,可见hES腺病毒感染hRPE细胞总RNA样品中含有大小为623 bp左右的特异条带,而感染空载腺病毒的hRPE细胞未见条带(见图3)。
2.4 Western blot法检测结果 Western blot法观察到,hES腺病毒感染后,hRPE细胞培养上清液在分子大小约为20 kD处出现单一蛋白条带,感染空载腺病毒的对照组无特异条带出现(见图4)。
3 讨论
我们的前期实验表明,ES可以有效抑制氧致视网膜小鼠模型的视网膜新生血管的生成[4-5],但由于蛋白治疗的缺点限制了其有效应用。基因治疗在理论上可以有效地克服蛋白用药的缺点,选择合适的载体和靶细胞,有可能实现ES在眼部细胞中的长期稳定表达,直接作用于眼底新生血管。并且由于眼球因血-眼屏障和全身循环相对独立,减少了作用于眼部的载体影响眼外器官的机会,使得其对全身的副作用最小,在眼局部的治疗效果最大,这是基因治疗眼部疾病的优势之一。基因治疗的基本组成元件是:载体(病毒载体、非病毒载体)、转导基因(外源基因)和靶细胞。因此,选择合适的载体和靶细胞,决定着基因治疗的成败。
目前,基因治疗常用的载体多为病毒载体,其中尤以腺病毒载体在临床和科研中应用最为广泛。腺病毒为双链DNA病毒,它的宿主范围广,临床前的研究表明,腺病毒载体DNA可以在肝脏、骨骼肌、心脏、脑、肺、胰腺和肿瘤组织中表达[5],可感染分裂和非分裂终末细胞如神经元细胞,并且易于制备、纯化和浓缩,滴度高、感染效率高,以其为基因转移载体,可以制成胶囊或溶液。腺病毒DNA不整合受体细胞基因组,没有使抑癌基因失活和使原癌基因激活的潜在可能性,其控制转录复制单位E1基因和编码毒性产物E3基因已被剔除,因而不会自身复制,从而可以减少外源性基因可能产生的不良反应。腺病毒载体对人体致病性低,可以快速感染大多数人体细胞;另外,腺病毒载体可以携带较大的DNA片段。由此可见,与其他载体系统相比,腺病毒载体具有较强的优越性。所以本实验应用腺病毒构建的ES载体,并且携带有GFP标记,可以直接通过荧光显微镜观察感染是否成功。
基因治疗需要在体内有合适的靶细胞,那么眼内有哪些细胞可以作为基因转染的靶细胞?目前研究表明,视网膜色素上皮(RPE)细胞、视网膜血管内皮细胞、周皮细胞、Müller细胞均能作为转染的靶细胞。RPE置于缺氧状态下培养时,其血管内皮生长因子mRNA表达及蛋白合成分泌增加,缺氧RPE细胞条件培养液能显著刺激毛细血管内皮细胞增殖,提示RPE细胞在视网膜新生血管生成中起重要作用;另外,RPE细胞接受外源性基因的能力较强[6],可以作为抗视网膜新生血管生成基因治疗的靶细胞。因此,本实验应用hRPE细胞作为靶细胞进行感染。
眼部新生血管的基因治疗研究已经证明,在动物模型中,应用腺病毒载体能有效表达色素上皮源性因子[7]。我们的前期研究表明,ES在氧致视网膜病变中能有效抑制新生血管的生成[4-5]。另外,ES在老年性黄斑变性患者的RPE细胞、Bruch膜及新生血管中有表达[8],提示ES在眼内新生血管中起着重要的作用。我们构建的hES腺病毒表达载体已经证实能有效分泌ES蛋白[9],因此将此载体应用到眼内靶细胞RPE中。
构建的hES腺病毒体外能否有效感染hRPE细胞是实验的关键步骤。通过预实验,我们发现当感染复数(MOI)为30时,体外感染的效果最好,MOI过低或过高均会影响到感染效率。本实验hES腺病毒体外感染hRPE细胞24 h以后,在荧光显微镜下可以看到几乎所有的hRPE细胞都被感染。提取细胞总RNA后进行RT-PCR检测,结果表明hRPE细胞中有ES mRNA的表达,这表明目的基因已经被腺病毒载体有效地导入hRPE细胞中。通过免疫组化反应,可以看到hRPE细胞胞浆里有强阳性反应,同时Western blot检测到培养上清液中有ES蛋白表达,这表明ES基因在hRPE细胞中能很好地表达出目的蛋白,并且分泌到了细胞外,这就为基因治疗眼底新生血管奠定了基础。
【参考文献】
[1] O′Reilly MS, Boehm T, Shing Y, et al. Endostatin:an endogenous inhibitor of angiogenesis and tumor growth[J]. Cell,1997,88(2):277-285.
[2] Cao Y. Therapeutic potentials of angiostatin in the treatment of cancer[J]. Haematologica,1999,84(7):643-650.
[3] 王雨生. 视网膜色素上皮细胞培养技术及其应用[J]. 中华眼底病杂志,1996,10(2):124-128.
[4] Zhang M, Yang Y, Yan M, et al. Downregulation of vascular endothelial growth factor and integrinbeta3 by endostatin in a mouse model of retinal neovascularization[J]. Exp Eye Res,2006,82(1):74-80.
[5] 张美霞,张军军,严密. 内皮抑素抑制氧致视网膜病变小鼠新生血管形成的实验研究[J]. 中华眼底病杂志,2005,21(5):314-317.
[6] Bramson JL, Graham FL, Gauldie J. The use of adenovial vectors for gene therapy and gene transfer in vivo[J]. Curr Opin Biotechnol,1995,6(3):590-595.
[7] Campochiaro PA. Gene therapy for ocular neovascularization[J]. Curr Gene Ther,2007,7(1):25-33.
[8] Tatar O, Shinoda K, Adam A, et al. Expression of endostatin in human choroidal neovascular membranes secondary to age-related macular degeneration[J]. Exp Eye Res,2006,83(2):329-338.
[9] 闫乃红,陈清英,曹桂群,等. 人内皮抑素重组腺病毒的构建及鉴定[J]. 华西医学,2005,20(4):633-634. 上一页 [1] [2] |