Gene-therapy-for-radioprotection.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,引言,放射治疗是患者治疗癌症的有超过一半的治疗期间接收辐射的重要组成部分。尽管在影像引导治疗和剂量分割的进步，接受放射治疗的病人仍处于危险的副作用，原因在于脱靶辐射对正常组织的损伤。为了降低正常组织的损伤，研究人员已经试图制作辐射防护剂，它们能够保护组织免受辐射通过防止辐射损伤的发生，或在辐射损伤的存在,中,减少细胞死亡的试剂。虽然早期的研究主要集中在小分子的辐射防护剂，防护辐射仍是基因治疗中越来越大的,关注点,。基因治疗载体靶向的顺从，以及基因治疗的灵活性完成消融或生物学相关的基因扩增，是基因治疗良好的战略,方针,。矢量定位和投放未来的改进将大大通过基因疗法增强辐射防护。,三个方面,辐射基因治疗,1,2,3,未来发展方向,基因治疗策略,背景介绍,一、背景介绍,（1）放射治疗,放射治疗(XRT)是一种常用和有效的方法治疗癌症,有超过一半的癌症患者接受XRT在治疗。然而,使用XRT对正常组织的影响限制XRT中使用的剂量和位置。,正是以上放射治疗对正常人体的诸多危害，科学家们已经尝试废除副作用增加正常组织的辐射电阻（防护）。,目前完成辐射防护策略大致有三条途径。,是使用转基因的表达作为治疗恢复功能已经受损的组织。,3.,通过重写细胞信号网络与生长因子或其它蛋白来维持细胞周期，阻止细胞凋亡减轻辐射损伤。,2.,通过增加组织解毒自由基防止放射性损伤的发生的能力，保护正常组织。,1.,二、辐射基因治疗的策略,（1）基因疗法,近年来，基因疗法用于辐射防护越来越,受关注,。,基因治疗是辐射防护一项有吸引力的战略,。基因转移可以针对特定的站点和组织要么内在基因转移载体的性质或矢量管理法。进一步，基因治疗具有广泛的灵活性，可以进行各种各样的能力来完成消融或生物学相关基因扩增的防护策略。因此，基因疗法可以用于任何辐射防护的一般策略 增加自由基通过抗氧化剂基因、改善存活和增殖的受损细胞生长因子基因的传递通过交付解毒或交付转基因组织辐射损伤后的功能恢复。基因治疗与多种治疗的靶基因特异性位点的能力可能因此使正常组织的辐射不影响肿瘤的敏感性。,（2）治疗方法,载体的选择是至关重要的辐射防护的基因疗法。达到临床重要的辐射防护,一个载体必须能特别有效地转换所需的正常组织。对辐射防护的理想载体将是进行靶向正常组织和高效转导组织。此外，限制防护转基因的副作用，其中有许多对细胞生长和增殖的影响，表达持续时间应控制。这使得整合和长期表达载体,如逆转录和腺相关病毒载体,分别不那么有吸引力的候选人交付一些放射防护转基因。两个有前途的载体是质粒脂质体和腺病毒。质粒脂质体结合聚合物开发并显示可能成为针对特定的组织。在腺病毒的系统，纳入组织特定的promoters5和腺病毒衣壳proteins6靶向配体（包括单域抗体物种）的合并已经产生了能够靶向多种正常组织的腺病毒载体。,1,超氧化物歧化酶,2,过氧化氢酶,3,热休克蛋白25,4,多药耐药1,5,白介素-3,6,水通道蛋白-1,（3）载体选择,超氧化物歧化酶,随着基因治疗的抗氧化防护方法，对超氧化物歧化酶（SOD）蛋白家族进行了广泛的研究。作为辐射损伤通过创造超氧化物和其他细胞内的 ROS 介导的超氧化物歧化酶基因疗法一直被视为一种手段来减少 XRT 所造成的损害。,超氧化物歧化酶家族,该家族的一个成员，CuZnSOD（SOD1)是定位于细胞质，组成性表达，而超氧化物歧化酶（SOD2）定位于线粒体和由几个因素，包括辐射诱导表达。第三个家庭中的成员超氧化物歧化酶，ECSOD（胞外超氧化物歧化酶；SOD3），也是基于铜锌，但仅局限于胞外的空间。尽管类似的这些蛋白质酶作用下，超氧化物歧化酶一般表现为抗辐射能力强。这被认为会导致从锰超氧化物歧化酶，线粒体定位随着锰超氧化物歧化酶无线粒体定位序列显示降低辐射防护能力。确切的机制是未知的但很可能超氧化物歧化酶通过稳定线粒体膜抑制细胞凋亡。锰超氧化物歧化酶介导的辐射防护这证据质疑防护模型完全由内部细胞的细胞质中的抗氧化作用。另一方面，还有证据表明 ECSOD 在肺部是潜在的辐射防护剂，凭借其胞外定位。因此，它是可能的辐射防护的通过超氧化物歧化酶的表达的机制的变化取决于特定的组织，以进一步的工作是必要的，以澄清的SOD辐射防护的机制。除了充当辐射防护剂，有证据表明，MnSOD充当在一些癌症放射增敏剂，并失调在肿瘤发生和发展。超氧化物歧化酶的基因治疗已经进行了使用各种载体和给药方法来控制表达的定位。与超氧化物歧化酶所使用的载体包括重组病毒，质粒的脂质体和小环质粒的脂质体（质粒，其中剩余的细菌序列已被淘汰）。为了实现超氧化物歧化酶的更具体的表达，一些方法已被用于管理这些载体为好。直接注射已被用于气管内和20食管内的保护。静脉给药也已用于全身保护实验。辐射防护实验的SOD基因疗法也已进行了使用的质粒的脂质体载体口服给药。最后，质粒的脂质体已被施用的方式利用天然存在的解剖隔离诸如经由喷雾器和囊内滴注吸入。,超氧化物歧化酶与基因治疗,食道是广泛研究了超氧化物歧化酶基因治疗辐射防护方面的一个器官。锰超氧化物歧化酶基因治疗载体的政府当局已证实能够提高临床标记后减少重量损失和提高整体存活率等辐照小鼠模型中,。,在组织学上，防护效果证实了减少空泡的形成的结果，增加干细胞生存和增加植入骨髓祖细胞内受损的食管组织。此外，超氧化物歧化酶基因治疗管理是与降低的脂质过氧化及辐照食管组织中的同源重组相关联。,超氧化物歧化酶基因治疗也表明承诺在造血组织的防护。体外研究利用小鼠髓系细胞线32Dcl3表明锰超氧化物歧化酶基因疗法降低辐照和TNF.33进一步回应这些细胞凋亡，超氧化物歧化酶基因治疗用药都能降低体内的造血综合征死亡。,过氧化氢酶,另一个抗氧化蛋白，已用于防护基因治疗是过氧化氢酶。作用的超氧化物歧化酶蛋白质的下游，过氧化氢酶催化过氧化氢分解成水和氧气，从而保护从过氧化氢的氧化作用的细胞。当靶向线粒体，过氧化氢酶已显示出一些防护作用，提供双重治疗与一种超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的可能性，进一步提高活性氧的降解途径。,过氧化氢酶与基因治疗,过氧化氢酶基因治疗已被证明是提高移植造血干细胞移植（造血干细胞）的方法后,，,进一步的工作是必要的，以确定过氧化氢酶的电位作为辐射保护剂，单独或与其它辐射防护剂结合使用。,热休克蛋白,热休克蛋白 Heat Shock Proteins(HSPs),是在从细菌到哺乳动物中广泛存在一类热应急蛋白质。当有机体暴露于高温的时候，就会由热激发合成此种蛋白，来保护有机体自身。许多热休克蛋白具有分子伴侣活性。按照蛋白的大小，热休克蛋白共分为五类，分别为HSP100，HSP90，HSP70，HSP60 以及小分子热休克蛋白 small Heat Shock Proteins 。,热休克蛋白与基因治疗,研究人员,探讨HSPs作为辐射防护剂的两个组织，唾液腺和骨髓。在工作中使用HSP25唾液腺放射保护剂,他们,直接注入腺病毒表达HSP25或HSP70i（AdHSP25和AdHSP70i）到小鼠的颌下腺腺体。然后老鼠受到17.5 Gy的辐射定向到下颌下的腺体。这两个组织被发现转染唾液腺细胞，诱导他们各自的转基因的产生。颌下腺腺体被辐照后检查40和90天。辐射防护剂，adhsp25阻止该颌下腺质量下降而无需对整体减肥效果。adhsp70i没有显示腺重量的任何影响。此外，两adhsp25和adhsp70i改善唾液流率和化学选区照射后，与对照组相比。改善这些标记物在腺体内47减少腺泡细胞和纤维化细胞凋亡相关。在实验中使用AdHSP25放射保护剂的骨髓、注入小鼠尾静脉的辐照前1小时。AdHSP25被发现转染骨髓细胞很大一部分。AdHSP25发现转染的骨髓细胞的很大一部分。以下的照射下，所有的小鼠的血小板减少，erythocytopenia和白细胞减少，是接收AdHSP25的小鼠更快恢复。AdHSP25显示通过增强骨髓的恢复减少细胞凋亡,减少细胞凋亡蛋白酶激活。另外，它表明，许多由HSP25保护的细胞是c-kit阳性，标记为干性。这表明通过阻止肝星状细胞凋亡的HSP25介导的辐射防护。HSP25辐射防护也与Tie2的，用于保护干细胞区室上表达的内皮细胞和造血干细胞的受体酪氨酸激酶的表达相关联。,三、未来发展方向,通过基因治疗的辐射防护需要有效的基因传递，即，高效而特异的基因传递。同时，防护要求在体内的基因传递，这显着增加有效的基因传递的困难。已使用的载体，病毒在体内表现出了最大的效用，提高病毒载体可能会导致在基因传递的有效性的改进。,除了改善现有的技术，新的方法可以用于辐射防护的基因治疗。作为一种替代生物的投放策略，基因治疗可以结合细胞治疗的细胞治疗剂作为载体。这将允许一个双重方法来防护通过细胞和转基因介导的机制。纳米粒子是一种潜在的非生物载体，可用于辐射防护研究,基因治疗是放射防护，应提高治愈率和减少副作用的一种很有前途的XRT治疗策略。为了达到这个目标，需要先进的载体的不断发展使具体所需的组织靶向性。,THANKS,感谢各位,