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Egr-1介导的肿瘤基因?放射治疗进展

2017-10-05 00:00:05    作者:admin    www.5alw.com
 肿瘤治疗的模式是综合治疗,多种治疗手段的有机结合是现阶段的探索热点。Egr-1基因域,含放射敏感性的CArG盒/CC(A+T-rich)GG区,故具有放射诱导性,并调节多种下游基因的转录,参与调节正常细胞的增殖、分化、肿瘤凋亡等。带有启动子的Egr-1基因与治疗基因(如IFN-γ、TNF等)结合,利用前者的放射诱导性,在时间、空间上调控基因的表达,使其产物局限于肿瘤或者可以作用于全身的免疫系统,发挥放疗和生物治疗的多重杀肿瘤效应。

    1 Egr-1

    Egr-1是Shimizu等[1]学者于1992年在研究人HL-60细胞分化时首次发现人Egr-1基因,它属于即刻早期基因(immediate early gene,IEG)成员,后者还包括Egr-2、Egr-3、Egr-4,C-jun,C-fos和WT1。它们结构高度相似,在多种刺激因子如NGF(神经生长因子)、丝分裂原,组织纤维蛋白溶酶原激活质TPA和血清、离子射线,IGF-Ⅰ(胰岛素样生长因子Ⅰ)等的诱导下可以快速短暂的表达,对细胞早期生长起调节作用。C-fos、C-jun在某些恶性肿瘤中高表达属癌基因,WT1是Wilms瘤的抑癌基因,Egr-1是非小细胞肺癌的抑癌基因,还可能是结肠直肠癌抑癌基因[2]Egr-1基因其中SRE序列为血清反应元件的核心区域,含放射敏感性的CArG盒/CC(A+T-rich)GG区,从而有放射诱导性。目前肿瘤放射-基因治疗研究的一个热门课题就是利用Egr-1启动子的放射诱导性进行肿瘤放射-基因治疗研究。

    2 Egr-1与肿瘤基因-放射治疗

    吕星[3]等学者用PCR法扩增了小鼠Egr-1基因的445 bp的调控序列,并将克隆后的调控序列接入pGL3荧光素酶报告质粒,再把质粒转染小鼠恶性黑色素瘤细胞B16,在接受2.5~10 Gy不同剂量的60Coγ射线照射后,发现转染细胞的裂解液中的荧光素酶活性较未照射者明显为高,并以2.5 Gy剂量最为显著,约提高138%。曹雪涛等学者则将Egr-1基因的启动子与人TNF基因融合,构建成射线可诱导的人TNF双拷贝逆转录病毒载体pETDC,经过Psi-2和Crip包装细胞包装提高病毒滴度,然后感染小鼠成纤维细胞NIH3T3和黑色素瘤细胞株B16、F10,经G418抗性筛选后,检测阳性克隆的TNF量,再接受20 Gy辐照测定照后的TNF量,结果发现照后TNF表达量分别是照前的5.6倍和4.2倍。Kawashita等学者将Egr-1的启动子接在“自杀基因”HSV-tk(herpes simplex virusthymidine kinase)的上游,再用脂质载体转染肝癌细胞株,发现感染成功的肝癌细胞株在辐照后对更昔洛韦(ganciclovir,GCV)的敏感度显著增强,未辐射者对GCV不敏感,他们进而提出了HSV-tkPGCV和辐射的联合治疗肝癌的可能模式,这种治疗模式在移植了人肝癌细胞的裸鼠(荷瘤鼠)上得到了验证。

    吴丛梅等[4]分离和扩增Egr-1启动子,构建pEgrP-TNFα质粒,探讨不同辐射剂量对被转染的NIH3T3细胞中TNFα表达的影响,确定具有辐射激活和诱导下游基因表达增强的功能,低剂量辐射可激发并启动下游基因表达。魏道严等[5]构建由Egr-1基因启动子驱动CDgly TK基因表达的腺病毒载体,通过放射诱导调控CDgly TK基因的肿瘤靶向表达,用于肝癌的基因-放射治疗,该研究选用腺病毒介导具有CD、TK双功能的融合自杀基因-CDgly TK基因转移,并利用具有放射诱导基因表达特性的早期生长反应基因Egr-1(early growth response 1)基因启动子调控CDgly TK基因的肿瘤靶向表达,进行小鼠肝癌的基因-放射治疗。

    局部输注具有肿瘤杀伤效应的由Egr-1基因调控序列启动的外源性基因表达载体,再利用局部放疗来诱导表达,可能提供了一种既减少放疗剂量又提高疗效的新方法,也为克服肿减少放疗剂量又提高疗效的新方法,也为克服肿瘤放疗不敏感、降低放疗负反应提供了新思路。这种肿瘤自杀基因治疗与肿瘤放疗进行联合抗肿瘤方法具有较单一自杀基因或单独放疗更好的肿瘤治疗效果。局部放射诱导的方法既可以是外照射,也可以利用一些放射性同位素的亲组织分布来进行,例如应用肿瘤阳性显像剂99 mTc-MIBI,131I,201铊等进行体内照射,达到肿瘤局部性照射。另一方面,具有保护正常组织免受放疗损伤的基因与放疗结合,减少正常组织的损伤的基因-放射治疗也是当今研究的一个热点。

    例如肺癌放疗的同时通过联合生物治疗预防肺放射性纤维化的研究。TGF-β在肺纤维化发生的病理过程中起了重要作用,被公认为是较重要的介导肺纤维化的细胞因子[6,7]。TGF-β在细胞内的信号传递是通过Smads家族来实现的[8],Smad蛋白是目前发现的TGF-β受体的唯一作用底物[9,10],其中Smad 7是TGF-β信号传导的重要阻抑因子。王丽等发现辐射诱导下Egr-1基因启动子调控腺病毒介导的Smad 7基因在C57BL小鼠肺内表达与放射剂量及放射后时相间的关系,发现以腺病毒为载体,经射线诱导Egr-1基因启动子能够调控Smad 7基因体内表达,Smad 7基因表达量与放射剂量及放射后间隔时间有关。以腺病毒为载体Egr-1基因启动子经射线诱导调控下游基因的靶向性表达具有一定的稳定性及规律性,有可能靶向性阻断TGF-β信号传导通路,从而实现放射性肺纤维化的靶向性基因治疗。

    此外,为克服放疗造成的造血功能的损伤,杜楠等将携带Egr-1调控序列启动的FLT3配基(FL)和GM-CSF双顺反子表达载体(Egr-FG)导入骨髓基质细胞系HFCL(称为HFCL/EFG)。采用RT-PCR、ELISA及细胞增殖法观察FL和GM-CSFc DNA在转染细胞中的表达及保护造血作用,认为辐射诱导基因Egr-1调控序列启动的造血生长因子基因表达载体在辐射后表达明显增高,在体外对辐射后的造血细胞具有保护作用[11,12]。

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