为什么病毒用于基因治疗

什么是基因治疗

基因治疗是将正常DNA直接插入细胞中以纠正遗传缺陷。基因治疗的两种主要方法是引入编码功能蛋白的基因或转移改变基因组中基因表达的实体。

在将功能基因引入基因组的过程中，相对较大的基因片段（>1kb）与启动基因表达的启动子序列一起被引入细胞。指导RNA处理的信号序列也必须与蛋白质编码区域一起引入。

为了改变基因组中内源性基因的基因表达，引入了与缺陷基因的mRNA互补的遗传物质的相对较短的部分（20-50 bp）。基因表达的改变可以通过阻断mRNA处理，翻译启动或导致mRNA的破坏来实现。

载体等高效递送方法有助于基因在基因治疗期间向细胞转移。基因治疗中使用两种类型的载体：病毒载体和非病毒载体。非基于病毒的递送系统可以是质粒或化学合成的寡核苷酸。最佳向量选择基于几个参数：

1. 靶细胞的类型及其特性

2. 需要表达的寿命

3. 转移的遗传物质的大小

为什么病毒用于基因治疗

由于感染的生命周期，病毒在基因治疗期间广泛用于基因转移。通常，病毒通过将病毒DNA整合到宿主的基因组中来感染宿主细胞并在宿主细胞内复制。因此，感兴趣的DNA片段可以通过将其包装在病毒颗粒内来引入细胞。基因治疗中使用的三种主要类型的病毒载体是逆转录病毒，腺病毒和腺相关病毒（AAV）。此外，单纯疱疹病毒-1（HSV-1），杆状病毒，疫苗病毒也被用作载体。腺病毒在基因治疗中的应用如图1所示。

图1：基因治疗中的腺病毒

为了在基因治疗期间使用病毒作为载体，其毒力基因被目的基因取代。病毒基因组的其余部分保持不变。受感染的病毒元素控制修饰的病毒基因组与宿主基因组的同源重组。同源重组的位置可以通过重组元素的顺序来确定。一旦整合到基因组中，引入的DNA就会稳定地表达并与宿主的基因组一起复制。

结论

基因治疗是一种通过引入新的DNA来治疗基因组中缺陷基因的技术。病毒和非病毒DNA递送系统都有助于将新DNA转移到细胞中。病毒递送系统在感染期间将新的DNA引入宿主细胞。新的DNA通过同源重组稳定地整合到宿主的基因组中，与基因组一起表达和复制。