逆转录病毒载体的应用(2)

外源基因表达

1.用于基因工程疫苗的研制

20 世纪 80 年代以来随着生物技术的发展,以及传统疫苗应用缺陷的显现,人们开始将基因工程技术应用于新型疫苗的研发,逆转录病毒载体作为一种表达载体,可以整合到动物细胞染色体上,不断的表达其所携带的蛋白。应用这一特性,将编码主要致病基因的保护性抗原基因连接在载体上,使其在哺乳动物细胞中表达蛋白,刺激机体产生相应抗体,为制备动物基因工程亚单位疫苗、基因工程 DNA 疫苗的研制开辟了一条新的路径。
刘建玲等利用 DNA 重组技术将猪瘟病毒石门株囊膜蛋白 E2 基因插入逆转录病毒载体并将重组质粒经包装细胞包装后感染猪肾细胞 PK-15,后经流式细胞仪分析 E2 基因在 PK-15 细胞膜上成功表达,将表达 E2 蛋白的 PK-15 细胞腹腔免疫 Balb/c 小鼠,成功诱导小鼠产生了抗 E2 蛋白的抗体,为猪瘟基因工程疫苗的研究奠定了基础。
李炯等将口蹄疫病毒衣壳前体基因和绿色荧光蛋白基因依次插入逆转录病毒载体构建重组逆转录病毒载体,将重组质粒包装后,感染幼仓鼠肾细胞 BHK-21。研究结果表明: 绿色荧光蛋白和口蹄疫病毒衣壳前体蛋白在 BHK-21 细胞中能稳定表达。口蹄疫病毒衣壳前体蛋白基因细胞表达体系的成功建立为进一步开展口蹄疫亚单位疫苗的研制奠定了基础。
Jeanette Neumann 等通过构建了一种特殊的逆转录病毒包装细胞株,并将编码 HIV-1 型薄膜蛋白基因插入到逆转录病毒载体 pMgSLDelS,重组质粒经包装细胞包装成假病毒,感染人类和猕猴的 CD4 阳性细胞,经过流式细胞仪分析成功诱导机体产生了体液免疫和细胞免疫,进一步证实了用逆转录病毒载体携带有致病抗原的基因可以诱导相应的抗体,为研制艾滋病疫苗,预防艾滋病的发生奠定了基础。He Xiao-Song 等将编码乙肝分子表面抗原和人类或鼠的 B7-1 分子基因( 一种细胞表面蛋白,用于 T 细胞激活的一种辅助刺激因子) 分别与逆转录病毒载体和腺病毒载体相连,包装后感染人细胞 A549,结果表明: 两种抗原蛋白都得到了有效的表达,为乙型肝炎 DNA 疫苗的研制奠定了基础。

基因工程亚单位疫苗及基因工程 DNA 疫苗面临的一个共同问题是: 由逆转录病毒载体所携带的基因整合到宿主基因的染色体上后所表达的蛋白,在机体免疫系统的作用下会很容易被快速的清除,降低了疫苗的免疫效果,为解决此问题,人们可以应用融合蛋白方法,即将一种宿主免疫细胞识别的蛋白因子,如 CD47 白细胞分化抗原,与我们所要表达的目的蛋白融合,使表达的蛋白含有可以被机体识别的小分子蛋白,能够被宿主细胞识别而不被清除。

2.用于组织工程

组织工程就是应用生命科学与工程学的原理与技术,在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上,研究、开发用于促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态恢复的生物材料,可用于组织修复、重组,再生以及替换。
有许多生长因子,如骨形成蛋白( BMPs) 、胰岛素样生长因子、成纤维细胞生长因子等可以刺激骨骼的生长,其中,骨形成蛋白的应用尤其广泛。王树军等将猪的 Fasl 基因与逆转录病毒载体连接,成功构建重组逆转录病毒载体,并在转染的软骨细胞上高表达具有生物学活性的 FasL,为建立同种异体软骨细胞移植的免疫耐受提供了实验依据。周海斌等将胰岛素样生长因子基因与逆转录病毒载体连接,并在骨髓基质干细胞获得有效表达,这样转染后的骨髓基质干细胞不仅可提供了生长因子的局部来源,而且提供了成骨前体细胞,有助于骨愈合并使其在人骨髓基质干细胞有效表达,为骨缺损的基因治疗提供了有效的手段。

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