靶向性不足的问题困扰着溶瘤腺病毒的实际应用。我们实验室在国际上较早开展溶瘤腺病毒的研究,通过多种调控方式提高溶瘤腺病毒的靶向性,开发出一系列溶瘤腺病毒治疗系统。但肿瘤发生机制复杂,现有调控方式的又各存缺陷,亟需引入新的调控机制来提高溶瘤腺病毒的靶向性。microRNA可通过与mRNA 3'非翻译区内的靶序列结合,抑制蛋白的合成。而一些在正常组织细胞内表达的microRNA常在肿瘤细胞中异常下调。因而,我们利用肿瘤细胞特异下调的microRNA调控腺病毒增殖必需基因的表达,开展基于microRNA调控的溶瘤腺病毒的研究,已取得初步研究成果,并申请了国家发明专利。拟通过本课题的研究,探明microRNA作为肿瘤靶向性调控开关所涉及的相关机制,研究在这新调控方式的作用下溶瘤腺病毒的肿瘤靶向特性,溶瘤效果与毒副作用,并初步探索该调控机制与其它靶向性调控机制的兼容问题。
microRNA;Oncolytic adenovirus;cancer-specific regulation;Hepatocellular carcinoma;
溶瘤腺病毒既可介导外源基因高效表达,其本身又具有裂解肿瘤细胞的能力,因而是恶性肿瘤靶向治疗的理想载体。然而,如何在不削弱溶瘤腺病毒自身抗癌活性的前提下,提高其对肿瘤细胞的靶向性,降低其对正常细胞(尤其是正常肝细胞)的毒性,目前仍是肿瘤基因-病毒治疗领域的一大难题。在本研究中,我们根据肝癌细胞株及原代肝癌组织中microRNA(如let-7、miR-199a/b-3p)表达显著下调的特点,利用细胞内源性microRNA(如let-7、miR-199a/b-3p)调控腺病毒增殖必需基因E1A的表达,继而调控病毒的增殖特性,建立基于肝癌特异性下调microRNA的溶瘤腺病毒调控策略。研究表明,调控后的溶瘤腺病毒对let-7或miR-199a/b-3p表达下调的肝癌细胞的体内外杀伤作用与野生型腺病毒无显著差异,而对正常肝细胞的毒性被显著降低。在此基础上,我们以5/11嵌合纤毛代替5型纤毛,构建基于let-7调控的纤毛嵌合型溶瘤腺病毒。该病毒相对于5型腺病毒对肝癌干细胞的感染效率显著提高,并有效抑制肝癌干细胞的生长;而对let-7中等水平表达的间充质干细胞,虽然病毒对其感染效率较高,但病毒在其内基本不增殖,对其细胞活力基本无影响。从而在提高对肿瘤干细胞感染与杀伤作用的基础上,有效避免对正常干细胞的毒性。另一方面,我们将基于microRNA的调控策略引入重组腺病毒的生产中,利用腺病毒包装细胞株HEK293细胞高水平表达的microRNA—miR-15a调控外源基因的表达,使外源基因基本不在293细胞内表达,避免其对病毒包装效率的副作用,从而有效提高重组病毒的滴度。通过以上方面的研究,共发表SCI论文2篇,待发表SCI论文1篇(小修),发表中文核心期刊论文1篇;获得中国发明专利授权1项,国际PCT 1项,申请中国发明专利5项;培养博士研究生2名;入选第二军医大学“优秀青年学者”人才培养计划。课题的实施,为后续研究打下良好的基础。