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      世界最小人造病毒結(jié)構(gòu)將有助于基因治療
      
        
      
            夕陽(yáng)紅
            2024-05-31 13:10:39
        
      

        
      
           
      世界最小人造病毒結(jié)構(gòu)將有助于基因治療
      2016年09月30日訊 英國(guó)研究人員最新合成出一種人造病毒結(jié)構(gòu)
      ，直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的人造病毒及天然病毒，有望在基因治療領(lǐng)域發(fā)揮實(shí)用價(jià)值。英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)研究人員在最新一期《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上報(bào)告說(shuō)
      ，這項(xiàng)研究的主要特點(diǎn)在于
      ，研究人員在合成這種人造病毒結(jié)構(gòu)過(guò)程中
      ，沒(méi)有使用大型且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)來(lái)制作病毒結(jié)構(gòu)外殼，而是以非常短小的蛋白質(zhì)“碎片”來(lái)拼裝。
      據(jù)英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室介紹
      ，這種人造病毒結(jié)構(gòu)的直徑只有12納米（1納米等于10億分之一米）
      ，是全球已知病毒中體積最小的一個(gè)。此外
        ，這種人造病毒結(jié)構(gòu)比較有可塑性
      ，能夠靈活地適應(yīng)包裹不同大小的基因。
      研究人員說(shuō)
      ，未來(lái)可以將這種人造病毒結(jié)構(gòu)當(dāng)成一個(gè)載體
      ，將大小不一的基因包裹其中，從而安全地將基因運(yùn)送到人體細(xì)胞中
      ，且不產(chǎn)生副作用。
      基因治療是一種新興醫(yī)療技術(shù)
      ，是指將外源正?div   id="jpandex"   class="focus-wrap mb20 cf">；?qū)肽繕?biāo)細(xì)胞
      ，以糾正或補(bǔ)償基因缺陷和異常引起的疾病
      。病毒自身不能復(fù)制，當(dāng)接觸到宿主細(xì)胞時(shí)就脫去其蛋白質(zhì)外殼
      ，將自己的遺傳物質(zhì)注入宿主細(xì)胞內(nèi)。近年來(lái)，研究人員希望通過(guò)模擬病毒感染宿主細(xì)胞的方式
      ，用人造病毒結(jié)構(gòu)作為載體進(jìn)行基因治療
      。
      人造病毒簡(jiǎn)介
      紐約州立大學(xué)斯托尼布魯克分校的研究人員于2002年制造出這種“假”脊髓灰質(zhì)炎病毒
      。研究人員說(shuō)
      ，他們重新排列了脊髓灰質(zhì)炎病毒的脫氧核糖核酸（DNA）的4種堿基：腺嘌呤
      、鳥(niǎo)嘌呤
        、胞嘧啶和胸腺嘧啶。這些堿基組成和排列順序決定生物的遺傳性狀
        。堿基通過(guò)不同的排列組合成氨基酸，進(jìn)而構(gòu)成蛋白質(zhì)
        。同一種氨基酸可通過(guò)不止一種堿基排列組合形成
        ，但不知為何
        ，生物體通常總是偏愛(ài)特定的堿基組合
        。
      人造病毒具有對(duì)光發(fā)生反應(yīng)、能釋放出活性氧的高分子“外殼”
        ，殼內(nèi)包裹著治療用基因，直徑約有100納米
        。把這種人造病毒放入細(xì)胞內(nèi)
        ，在細(xì)胞內(nèi)被負(fù)責(zé)物質(zhì)搬運(yùn)的小泡吸收
        ，一經(jīng)照射光線(xiàn)，高分子外殼即釋放出活性氧破壞小泡的膜
      ，在殼中包裹的治療用基因進(jìn)入細(xì)胞并進(jìn)到細(xì)胞核內(nèi)
      。
      非病毒載體的非病毒載體介導(dǎo)基因治療需克服的屏障
      非病毒載體克服的基因轉(zhuǎn)染效率很低
      。這主要是非病毒載體介導(dǎo)基因治療需要克服3道屏障：細(xì)胞膜
      、內(nèi)涵體-溶酶體系統(tǒng)
      、核膜。
      要提高非病毒載體基因轉(zhuǎn)染效率
      ，就必須要使載體能有效的跨越細(xì)胞膜即增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)復(fù)合物的攝取; 其次要保護(hù)基因不受內(nèi)涵體溶酶體系統(tǒng)酸性環(huán)境的破壞降解，并能使內(nèi)涵體溶酶體有效的釋放基因; 最后
      ，基因要進(jìn)入細(xì)胞核表達(dá)目的蛋白就必須要能有效的跨越核膜。 為提高攝取率
      ，就要提高復(fù)合物的細(xì)胞靶向性
      ，增強(qiáng)與細(xì)胞膜的作用
      。
      1
      、連接靶向配體
      在非病毒載體骨架上接上配體，與相應(yīng)的細(xì)胞表面受體特異性結(jié)合
      ，加強(qiáng)復(fù)合物的細(xì)胞靶向，增加細(xì)胞對(duì)復(fù)合物的攝取
      ，從而增加基因的表達(dá)。
      轉(zhuǎn)鐵蛋白是一種內(nèi)源性的糖蛋白，多數(shù)腫瘤細(xì)胞過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體
        ，在載體上接入轉(zhuǎn)鐵蛋白可提高納米復(fù)合物的癌細(xì)胞靶向性，增加細(xì)胞對(duì)復(fù)合物的攝取率從而增強(qiáng)基因的表達(dá)
        。
      2、載體材料的結(jié)構(gòu)修飾
      載體材料是攜帶基因達(dá)到靶細(xì)胞的運(yùn)輸工具
        ，其結(jié)構(gòu)影響復(fù)合物達(dá)到靶細(xì)胞的效率 通過(guò)載體材料的修飾可以改善其溶解性
        ，屏蔽其過(guò)多的表面電荷
        ，降低細(xì)胞毒性 另外載體材料結(jié)構(gòu)修飾可以更好的包裹基因，保護(hù)基因不被破壞
      ，提高細(xì)胞靶向性，增強(qiáng)與細(xì)胞膜的作用
      。
      聚乙二醇(polyethyleneglycol ，PEG ) 是親水性很強(qiáng)的聚合物
      ，常用來(lái)修飾納米粒載體以改善其水溶性或者屏蔽其表面電荷
      ，但PEG修飾后的納米粒細(xì)胞攝取率很低
      ，這很大程度上限制了PEG在納米載體上的運(yùn)用。為了克服低轉(zhuǎn)染效率問(wèn)題運(yùn)用低聚PEG修飾載體
      ，這樣可以減小空間位阻有利于細(xì)胞的攝取。
      3
      、賦予納米?div   id="4qifd00"   class="flower right">
      ！半[形”的特性
      基因轉(zhuǎn)染效率要高
      ，首先要求納米粒能有效的集中于靶細(xì)胞
      ，增強(qiáng)靶細(xì)胞的攝取 但一般的納米粒粒徑較大
      ，進(jìn)入體循環(huán)后很容易被體內(nèi)的單核細(xì)胞吞噬系統(tǒng) (MPS) 所吞噬
      ，并在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（RES） 中聚集，這使得達(dá)到靶細(xì)胞的納米粒的量極少
      ，導(dǎo)致體內(nèi)轉(zhuǎn)染時(shí)效率極低。目前發(fā)展的隱形納米粒具有粒徑小
      ，水溶性高的特點(diǎn)
      ，能有效的避免MPS的吞噬
      ，減少體循環(huán)中的降解。而這種隱形作用
      ，主要取決于納米粒的粒徑大小和水溶性納米粒半徑控制在100nm以下，并采用親水材料修飾形成親水層
      ，可以避免或者減少體內(nèi)單核細(xì)胞吞噬系統(tǒng)的吞噬，使其在體循環(huán)中存在時(shí)間更長(zhǎng)
      ，能有效地轉(zhuǎn)運(yùn)到靶器官或組織。 內(nèi)涵體溶酶體系統(tǒng)的酸性環(huán)境往往導(dǎo)致基因的破壞
      ，其中的核酸酶則會(huì)導(dǎo)致基因的降解這都使基因轉(zhuǎn)染效率大大下降。 因此
      ，保護(hù)基因在內(nèi)涵體溶酶體系統(tǒng)的完整性和促使基因從該系統(tǒng)中的釋放是提高非病毒載體基因轉(zhuǎn)染效率的行之有效的方法。
      1
      、加入溶酶體酶傾向劑
      增加載體基因復(fù)合物在內(nèi)涵體吞噬泡中釋放的一種可行措施是在轉(zhuǎn)染時(shí)加入溶酶體酶傾向劑
      ，如氯喹
      。研究顯示氯喹能增加基因轉(zhuǎn)染效率可能包括3種機(jī)制：①緩沖吞噬泡中的
      ；②替代復(fù)合物中的載體
      ；③ 改變釋放后核酸的生物物理學(xué)特性。
      2
      、三元復(fù)合物載體材料
      為了提高基因轉(zhuǎn)染的效率可以在原有的納米載體基因復(fù)合物的基礎(chǔ)上再接入另一種質(zhì)子緩沖材料，形成三元復(fù)合物
      ，緩沖溶酶體中的酸性環(huán)境
      ，提高基因轉(zhuǎn)染效率
      。由于接入材料的理化性質(zhì)
      ，在保護(hù)基因不受降解同時(shí)使基因易于從內(nèi)涵體溶酶體中釋放到細(xì)胞質(zhì)中從而提高轉(zhuǎn)染效率。 基因治療的第三道屏障是核膜
      ，目的基因能否有效地進(jìn)入細(xì)胞核直接關(guān)系到基因的轉(zhuǎn)染效率
      。非病毒載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)染效率不高
      ，主要是外源基因難以有效的導(dǎo)入到細(xì)胞核，導(dǎo)致基因在細(xì)胞質(zhì)中被核酸酶降解
      。
      核蛋白定位 信號(hào)（NLS）是一種富含精氨酸
      、賴(lài)氨酸等堿性氨基酸的短肽，能有效的介導(dǎo)蛋白或者核酸的跨核膜轉(zhuǎn)運(yùn)
      。目前常用的NLS有魚(yú)精蛋白，低相對(duì)分子質(zhì)量的魚(yú)精蛋白
      ，SV40大T蛋白 非病毒載體通過(guò)NLS修飾后，不僅可以協(xié)助基因的跨核膜轉(zhuǎn)運(yùn)
      ，同時(shí)可以提高細(xì)胞攝取率.
      

      重組DNA技術(shù)在現(xiàn)代分子生物學(xué)發(fā)展中的意義?
      可以提取可用于基因治療的基因工程細(xì)胞
      ，進(jìn)一步了解基因調(diào)控機(jī)制和疾病分子基理
      ，也對(duì)于人類(lèi)醫(yī)學(xué)的發(fā)展具有重要意義
      另外
      ，根據(jù)重組技術(shù)所制造的基因芯片
      ，基因芯片即通過(guò)微價(jià)格技術(shù)將特定序列DNA片段（基因探針）固定與硅片上
      ，基因芯片可用于基因測(cè)序，尋找有用的目的基因或?qū)虻男蛄羞M(jìn)行分子水平上的分析 
      。根據(jù)還可以從分子水平上了解疾病
      這主要是說(shuō)重組DNA技術(shù)在現(xiàn)在分子水平上對(duì)生物醫(yī)學(xué)發(fā)展的意義，你也看到了
      ，基本上所說(shuō)的都和疾病的治療有關(guān).我知道也就這些了
      ，看看課本說(shuō)不定還會(huì)有新的思路
      。
      

          
      本文地址:http://m.mcys1996.com/jiankang/296280.html.
      
          
      
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