[發明專利]一種體內產生和運輸蛋白的方法

無效

• 申請號: 00800181.2
• 申請日: 2000-02-17
• 公開（公告）號: CN1322142A
• 公開（公告）日: 2001-11-14
• 發明（設計）人: 陳海星
• 申請（專利權）人: ACGT公司
• 主分類號: A61K48/00
• 分類號: A61K48/00;C07K14/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃鍵,穆魁良

本發明涉及一種體內蛋白產生和運輸的方法。特別是涉及在紅細胞的前體細胞中產生蛋白以及利用紅細胞來傳輸蛋白至血流中的方法。

由于基因治療技術的飛速發展，利用基因療法來治愈或減輕遺傳病和后天獲得疾病的觀念已經被人們所接受。研究人員已經完成了必需的第一步：轉入的基因在人體內可被誘導產生功能。然而，迄今為止，在全世界有記載的2000多個進行基因治療實驗的患者中，尚無一人的健康狀況得到明顯改善。缺乏令人信服的治療效率反映出研究人員未完成的初步探索面臨一種困難的新技術，并且困難遠遠大于所預料的。

人細胞中獨立的基因是DNA的一段序列，在大多數情況下，其充當產生特異性蛋白的藍圖。人體中所有的細胞在其細胞核染色體中都攜帶相同的基因。但是不同的細胞利用或表達不同的基因產物因此產生不同的蛋白。

依據細胞的類型(以及細胞需要)，基因表達的不同調控通過不同細胞中稱為啟動子和/或增強子的DNA片段被調控。只有啟動子或有時和增強子同時存在下，基因才被表達。基因表達是一個具有兩個步驟的過程。第一步是從DNA模板產生RNA的轉錄，第二步是從RNA模板合成蛋白的翻譯。

在蛋白合成完成之后，蛋白將被從產生位點運輸到預定的功能位點。蛋白從合成其的細胞中輸出有兩個途徑。第一個途徑是組成性分泌，此途徑是指蛋白和脂類的宏觀流動機制。第二個途徑是一個胞吐調控過程。在此途徑中，蛋白僅在接受一種特定的觸發信號時被釋放，例如，被激素觸發。

天然蛋白的合成與輸出機制是過去幾十年基因治療中研究的主要方向，目前則集中于組織或細胞的特異性研究。研究者一直在尋找組織特異性基因及其傳遞到靶器官或組織中的方法，在此器官或組織中蛋白被自然的合成，并且天然蛋白通過天然途徑被運輸且被傳遞到它們的功能位點。例如，天然嗜血桿菌因子ⅩⅢ和人血清白蛋白在肝細胞中產生然后被傳輸到血流中用于發揮其功能。胰島素產生于胰腺β細胞且也被運輸到血流中發揮功能。

盡管基因治療的理想方式是治療基因特定地傳輸到它們的天然產生位點，但是在體內或體外實施起來都是很困難的。在體外，幾乎不可能獲得足夠的靶細胞來導入治療基因。結果，獲得的靶細胞不能夠合成足夠量的用于治療的目的蛋白。在體內，治療基因有一種可能性導入任意的細胞類型，不管它們是逆轉錄病毒載體，脂質體包裹逆轉錄病毒載體或裸露DNA。隨后，少量DNA(治療基因)將被傳遞到靶細胞中。因此，目前基因治療方法的成功嚴格依賴于是否一個組織特異性基因可被特異地傳遞到靶器官或組織。盡管進行了極大努力的研究，發現組織特異性方法極端困難并且離成功尚有很遠的距離。

另一方面，非組織特異性方法也遭遇嚴重的困難。盡管體內的許多細胞類型是很容易獲得的，例如肌肉或皮膚細胞，但利用非組織特異性細胞作為宿主用于基因治療有一些缺點。在一些情況下，宿主細胞天然地不具有上述兩種蛋白輸出機制。在其它的情況下，即使宿主細胞具有用于其天然蛋白的輸出機制，它們在非天然或客體蛋白輸出上的作用并不相同。輸出客體蛋白的低效率或天然輸出途徑的完全阻斷已經被報道。

最近，通過利用病毒的自然能力來進入細胞并帶入它們的遺傳物質，基因治療獲得了長足的進步。許多微生物被工程改造作為載體，或傳輸載體來用于基因轉移。在不同的病毒中，逆轉錄病毒是迄今為止所研究的最具希望的基因傳遞系統(Friedmann,Scientific?American,June?1997,96)。逆轉錄病毒在被感染的細胞中轉化RNA為DNA并整合DNA進入染色體。該整合的DNA然后控制病毒蛋白質的合成。

在正常的情況下，整合的逆轉錄病毒DNA將控制病毒蛋白質以及RNA的合成，其然后裝配在原始病毒的克隆中。已經研究出了改造逆轉錄病毒的方法。被改造的逆轉錄病毒，缺少產生病毒蛋白的結構，不能產生后代。病毒實際上從細胞中消失，僅遺留外源基因以及僅促進基因表達的核苷酸序列。