鸡贫血病毒VP3基因和新城疫病毒HN基因核酸疫苗对大鼠C6胶质瘤细胞的基因治疗研究

【摘要】：神经胶质瘤是发生于神经外胚层组织的颅内常见恶性肿瘤，约占原发性中枢神经系统肿瘤的43%~50%。目前对胶质瘤的常规治疗方法是手术结合术后放疗和化疗。手术切除是首选的治疗方法。但由于胶质瘤多呈浸润性生长，而且无明确的边界，手术难以真正彻底切除,术后局部复发率较高。传统的放射治疗对这种低放射性敏感的肿瘤细胞效果不佳，目前也没有较好的化疗药物能将肿瘤彻底根除。患者术后经过系统的放、化疗后，高度恶性肿瘤的患者生存期不足一年。 凋亡是有核细胞在一定条件下通过启动自身内部的机制而发生的细胞死亡过程。与细胞增殖一样，凋亡是一个主动的过程,与细胞核内DNA的降解有关。有报道指出,肿瘤的发生与细胞凋亡及增殖的失衡密切相关。 肿瘤的发生是由于细胞原癌基因的激活和/或抑癌基因的失活造成的。随着对凋亡现象的认识和研究逐步深入，人们开始从细胞凋亡的角度来关注如何更好的治疗肿瘤。如果细胞凋亡受到抑制,必然导致细胞生存期延长、死亡率下降以及细胞数目的增加,表现出生长优势，形成肿瘤。Rieger等认为肿瘤治疗可以从诱导细胞凋亡入手。胶质瘤细胞对化疗药物的耐药性也与细胞凋亡受到抑制有关。亚硝脲类药物是脑胶质瘤化疗传统药物，其作用机制是使肿瘤细胞DNA烷基化而阻止DNA复制、抑制细胞生长。免疫组化研究证实化疗后部分肿瘤细胞发生凋亡。Woldman等人发现人脑胶质瘤细胞经放射线照射后可观察到细胞凋亡，p53依赖性或非依赖性途径与放疗敏感性有关。放疗后可发现肿瘤细胞出现 WP=34 生长停滞。 肿瘤的发生与细胞凋亡具有相关性。在肿瘤组织中，细胞凋亡是机体抗恶变的重要防御机制，机体可以通过细胞凋亡来阻止恶变。肿瘤的发生是细胞过度增殖的结果，也与自发性凋亡功能的丧失有关。 肿瘤核酸疫苗是近年来新兴的生物治疗方法，是把外源基因连接到真核质粒表达载体上，然后将重组的质粒DNA直接注射到动物体内，使外源基因在活体内表达并产生抗原，激活机体的免疫系统，由此引发免疫反应。它类似于天然感染过程，诱发机体产生全面的免疫应答，尤其是诱导特异的CTL活性，有利于清除肿瘤细胞。有报道说肿瘤核酸疫苗可以用作治疗性疫苗。 本实验建立了Wistar大鼠荷C6胶质瘤动物模型，并将pvVP3基因和pvHN基因核酸疫苗注射入肿瘤内。用药4周后，可以观察到pvVP3基因和pvHN基因核酸疫苗在一定程度上抑制肿瘤生长，肿瘤细胞出现凋亡形态学改变。我们对其机制进行初步探讨。 本实验基于以下理论基础： 一、核酸疫苗的特点：1、高度自然性。核酸疫苗诱导的免疫应答与自然感染产生的免疫应答极为相似。2、表位广谱性。与重组蛋白质疫苗相比，核酸疫苗能使更多的T，B细胞表位被免疫细胞识别，因而诱导的抗原特异性免疫应答，具有广谱性。3、大量实验证明核酸疫苗具有治疗作用。 二、凋亡素（apoptin）是鸡贫血病毒（CAV）VP3基因的表达产物。 1、CAV VP3基因是以非p53依赖性途径诱导细胞凋亡，且不受BCL-2的抑制作用。目前肿瘤化疗药物多以p53依赖性途径诱 WP=35 导凋亡，而许多肿瘤在发生过程中p53基因发生突变，丧失了功能。因此可以利用VP3的的这种特性来诱导肿瘤细胞凋亡。 2、凋亡素能够选择性地诱导肿瘤细胞凋亡，又不杀伤正常细胞，且无毒副作用。 三、新城疫病毒（NDV）HN基因编码一相对分子质量为7.4×104的糖蛋白，表达在病毒包膜上，具有凝集红细胞及神经氨酸酶的活性。 1、神经氨酸酶可以水解宿主细胞表面的唾液酸。细胞表面的唾液酸主要位于突出于细胞膜外表面的糖链的末端，因其自身带负电荷，对其生物体分子的立体结构有很大影响。细胞表面的唾液酸有掩盖膜的作用，从而阻止生物学识别功能，同时其自身却形成特殊的识别部位。经研究表明，肿瘤细胞表面的唾液酸含量明显高于正常细胞。肿瘤细胞可以通过高度唾液酸化的表面有效的抵制免疫防御，从而使肿瘤细胞扩散。HN蛋白水解肿瘤细胞表面的唾液酸，使肿瘤细胞容易被机体免疫系统识别，诱导机体产生免疫反应，杀死肿瘤细胞。 2、NDV对人体无感染性及毒副作用。 3、NDV具有很强的非特异免疫刺激作用，能刺激宿主免疫系统产生细胞因子，特别是干扰素，间接地增强CTL细胞的细胞毒作用。 4、它可以帮助抗原提呈细胞（APC）提呈抗原，增强肿瘤细胞的免疫原性。 5、Schirrmacher等证明，用NDV修饰肿瘤细胞制备的瘤苗，可以诱发动物产生全身性的抗肿瘤免疫应答，延长肿瘤患者的生存期限。 WP=36 6、Bohle等用非溶瘤性NDV病毒株感染肿瘤细胞，获得了在肿瘤细胞膜上表达NDV HN抗原的瘤苗（NDV修饰瘤苗ATV-NDV）。经动物实验表明，ATV-NDV成瘤性降低、瘤体局部细胞因子增加，尤其是参与肿瘤特异性CTL反应的IFNs增加，能有效地阻止肿瘤细胞的微转移。 本实验研究方法如下： 1、C6胶质瘤细胞培养 2、肿瘤动物模型的建立 3、实验动物分组及治疗用药 4、测量肿瘤治疗后最大横径和治疗前、后的重量差，进行病理学观察和超微电镜观察，Tunel法检测细胞凋亡率。 本实验研究结果如下： 1、大鼠接种肿瘤