基因治療在心血管系統(tǒng)的應(yīng)用

1、基因治療在心血管系統(tǒng)的應(yīng)用         10-05-16 10:26:00     作者：王莉萍    編輯：studa090420        自從1991年應(yīng)用肝細(xì)胞LDL受體基因治療家族性高膽固醇血癥以來，心血管疾病的基因治療無論是在試驗上還是在臨床上都取得了可喜的進(jìn)展，尤其對血管增生性病變、高脂血癥、心肌病和心力衰竭和心肌缺血綜合征的基因治療，

2、更是取得了長足的進(jìn)步。         1 血管疾病           基因治療主要應(yīng)用于血管增生性疾病的治療，動脈損傷后，尤其是PTCA、血管內(nèi)支架等介入治療后增生更加明顯，容易引起血管再狹窄，這一過程中血管平滑肌(VSMC)增生發(fā)揮重要作用。因為生長因子和細(xì)胞因子是刺激和調(diào)節(jié)VSMC的主要因素，所以最初針對VSMC增生的基因治療主要是針對生長因子，但由于因子眾多，基因治療只干預(yù)單一基因，故效果不理想。

3、繼之人們把目標(biāo)集中于調(diào)節(jié)VSMC周期，比如細(xì)胞周期依賴型激酶復(fù)合物(CDK)受體調(diào)節(jié)因子。單純皰疹病毒胸腺激酶基因(HSV-tk)和核酸相似物丙氧鳥苷是用來治療VSMC增生的另一種轉(zhuǎn)基因手段。腺病毒HSV-tk基因轉(zhuǎn)移和丙氧鳥昔治療能有意義地減低VSMC增生，可以防止豬髂動脈和頸動脈再狹窄。兔粥樣硬化損傷后采用這種轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使VSMC增生減少60，減輕血管腔狹窄。此外c-myb、c-myc、cdc7和cdk2等寡核苷酸也可用于VSMC增生的防治。在動物身上用血管轉(zhuǎn)換酶(ACE)和內(nèi)皮素(ET-1)基因也收到了較好的療效。用水凝膠囊在損傷的血管局部導(dǎo)入質(zhì)粒VEGF的臨床觀察正在進(jìn)行中。 &#

4、160;       2 高脂血癥           高脂血癥的轉(zhuǎn)基因治療20世紀(jì)90年代初就應(yīng)用于臨床，是心血管疾病基因治療最早應(yīng)用于臨床的例證。由于降血脂藥物如他汀類對某些遺傳性高脂血癥無效，包括缺乏LDL-R雜合子或純合子家族性高膽固醇血癥、載脂蛋白E(ApoE)和LP(a)增加，所以這部分病人是基因治療的最佳候選病人。        &#

5、160;(1)家族性高脂血癥：將編碼LDL-R的復(fù)制缺陷逆轉(zhuǎn)錄病毒體外感染肝細(xì)胞，經(jīng)門靜脈輸人肝臟，可使兔血漿LDL水平減少30。這種方法用于治療5個病人，雖然也收到了療效，但效果顯然低于動物模型。         (2)ApoE缺陷：轉(zhuǎn)基因替代缺陷的ApoE可有效地校正脂代謝紊亂和防止動脈硬化的發(fā)生。         (3)HDL減少：HDL轉(zhuǎn)基因治療已經(jīng)顯示具有抗動脈粥樣硬化的作用。     

6、    3 心力衰竭和心肌病         (1)增加心肌收縮力：         腎上腺素能信號傳遞與基因治療：衰竭的心肌腎上腺素受體密度以及親和力均明顯減低，這種腎上腺素受體改變可以得到糾正，尤其轉(zhuǎn)基因技術(shù)更是一種有效的方法。起搏制造兔心力衰竭模型，并分離心肌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)腎上腺素能信號傳遞缺陷，包括腎上腺素受體下調(diào)、受體的耦合機(jī)制失調(diào)和腎上腺素受體激酶上調(diào)。腺病毒介導(dǎo)的人腎上腺素受體

7、基因或腎上腺素受體激酶抑制劑基因轉(zhuǎn)移，可以校正腎上腺素信號傳遞缺陷。鼠轉(zhuǎn)移基因增加了心肌腺昔酸環(huán)化酶活性，增加了心肌腎上腺素受體蛋白質(zhì)的表達(dá)，改善了在體心房和心室的功能。2腎上腺素受體cDNA，經(jīng)冠狀動脈在體內(nèi)轉(zhuǎn)染肥厚的兔心臟，將轉(zhuǎn)染的心臟移植至腹部，4天后發(fā)現(xiàn)心肌纖維膜腎上腺素受體表達(dá)增加5倍，同時發(fā)現(xiàn)左心室+dp/dtmax和-dp/dtmax亦明顯增加。指出體內(nèi)腎上腺素受體轉(zhuǎn)基因治療可以糾正壓力過負(fù)荷引起的心功能障礙，預(yù)防和治療心力衰竭。         細(xì)胞外基質(zhì)動力學(xué)與基因治療：基質(zhì)金屬蛋白酶和一組金屬蛋

8、白酶抑制劑調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)代謝，因而參與CHF時的心肌重構(gòu)。人缺血性和擴(kuò)張型心肌病金屬蛋白酶抑制劑-1和-3無論是基因水平還是蛋白質(zhì)水平均降低，而金屬蛋白酶-9蛋白質(zhì)水平上調(diào)，從而證明金屬蛋白酶和金屬蛋白酶抑制劑調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)滅活，影響心室重構(gòu)和擴(kuò)張，在心力衰竭過程中發(fā)揮重要作用。故確定細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)的分子和細(xì)胞學(xué)機(jī)制，可提供防治CHF的新理論和新途徑。衰竭的心室肌含有激活的細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶等多種蛋白質(zhì)，參與細(xì)胞外基質(zhì)的反向重構(gòu)。這些酶的激活，引起心肌結(jié)構(gòu)異常和心力衰竭。體內(nèi)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以調(diào)整細(xì)胞外基質(zhì)中某些基因的上調(diào)和下調(diào)，比如轉(zhuǎn)移生長因子(FGF)、膠原和金屬蛋白酶等，從而改善心肌功能。

9、      10-05-16 10:26:00     作者：王莉萍    編輯：studa090420        肌漿網(wǎng)鈣ATP酶與基因治療：心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)(SR)Ca2+-ATP轉(zhuǎn)運酶類促進(jìn)Ca2+儲存、轉(zhuǎn)運和釋放，直接影響心肌的興奮-收縮耦聯(lián)過程以及舒張和收縮功能。人類心肌病的心功能失調(diào)與SR Ca2+-ATP酶激活有關(guān)。重組腺病毒過度表達(dá)心肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶基因，能引

10、起新生鼠心肌細(xì)胞合成和釋放Ca2+-ATP酶蛋白質(zhì)，這種Ca2+-ATP酶以濃度依賴和時間依賴方式表達(dá)。增加Ca2+-ATP活性比增加濃度更明顯，同時增加了心肌細(xì)胞的收縮能力。當(dāng)鼠正經(jīng)歷從左心室肥厚向心衰的轉(zhuǎn)變過程時，將腺病毒攜帶的肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶基因?qū)牍跔顒用}，結(jié)果是轉(zhuǎn)染腺病毒Ca2+-ATP酶基因鼠左心室+dp/dtmax和-dp/dtmax增加，SR Ca2+-ATP酶蛋白表達(dá)亦增高。兔左心室注射腎上腺素受體基因也得到了相似的結(jié)果。         (2)促使心肌細(xì)胞復(fù)制或從成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化

11、為心肌細(xì)胞：實驗已發(fā)現(xiàn)，體外將編碼骨骼肌決定基因MyoD的逆轉(zhuǎn)錄病毒感染心肌的成纖維細(xì)胞，可以有效地將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楣趋兰。@種方法有望用于促進(jìn)心肌細(xì)胞的生成。         (3)心肌細(xì)胞移植：將胚胎心肌細(xì)胞移植到CHF心臟的工作正處于研究階段。         4 缺血性心臟病           心肌生長因子轉(zhuǎn)基因治療

12、是人類基因治療最成功的例證之一。VEGF的基因治療取得了令人矚目的成功，有人稱之為“自身血管搭橋”。心血管基因治療先驅(qū)者Isner等人將血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)基因phVEGF165注入足背潰瘍伴跛行的患者下肢，結(jié)果下肢血管再通，并且有意義地改善臨床癥狀。之后，他們選擇冠狀動脈成形術(shù)(PTCA)或冠狀動脈旁路移植術(shù)(CABG)失敗或非適應(yīng)證、而且對藥物治療無反應(yīng)的心絞痛患者，將裸型質(zhì)粒VEGF DNA直接注入其心肌，注射時沒有心率和血壓變化，只有單源性室早，心電圖無心肌梗死，無心肌水腫，3天后病人出院。1999年11月中旬在美國第72屆AHA年會上報告了以VEGF-1直接心肌注射

13、的2期臨床結(jié)果：30例患者經(jīng)治療后1年隨訪，50%癥狀消失；所有患者心絞痛發(fā)作頻度從治療前的60次凋減至3次凋以下；核素心肌顯像證實缺血范圍明顯縮小，運動耐量提高，生活質(zhì)量改善，副作用在可接受范圍。Timothy、Henry和日本的Murohara均從不同角度同時報告了該方法治療的正性結(jié)果。通常基因進(jìn)入人體后，在數(shù)周內(nèi)產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)，刺激組織長出血管，不到3個月，長出的微血管繞過動脈阻塞的部位，進(jìn)入缺血區(qū)。曾做過冠狀動脈旁路手術(shù)患者接受基因治療，癥狀改善優(yōu)于單純旁路手術(shù)者。PTCA后用導(dǎo)管直接將1000gVEGF基因質(zhì)粒用5個大氣壓導(dǎo)入人冠狀動脈壁，結(jié)果安全、可靠、無明確副作用，有望用于預(yù)防再狹窄的發(fā)生以及改善心肌血流和心臟功能。CABG的患者，在心肌缺血區(qū)直接心肌注入腺病毒攜帶的VEGF121cDNA，整個過程沒有心包積液、心肌炎、心肌梗死，隨訪1周-1個月，無副作用。所以多點直接心肌注射(10個點)方法是可行而可靠的。1998年德國科學(xué)家報道了用aFGF使20位心臟病人長出新生的心臟血管，經(jīng)過3年隨訪，發(fā)現(xiàn)這種基因治療方法使心臟的血流增加