遺伝子治療とは、異常な遺伝子を補ったり、有益なタンパク質を合成したりするために、外来の遺伝物質を体細胞に導入することです。標的細胞への遺伝物質の効率的な導入は、望ましい治療効果を達成するために不可欠です。遺伝子導入を容易にするために、ウイルスベースまたは非ウイルスベースのベクターを送達システムとして使用することができます。ウイルスは、外来DNAを細胞に移すために広く使用されているベクターの一種です。遺伝子導入に使用されるウイルスベクターの最も一般的なタイプは、レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルスです。細胞に感染するウイルスの能力は、遺伝子治療でウイルスをベクターとして使用できるようにする重要な特徴です。
対象となる主な分野
1.遺伝子治療とは
– 定義、方法、ベクトル
2.ウイルスが遺伝子治療に使用される理由
– 遺伝子治療用ウイルスベクター
重要な用語:遺伝子発現の変化、機能遺伝子、相同組換え、感染性ライフ サイクル、遺伝子治療、ウイルス、ベクター
遺伝子治療とは
遺伝子治療は、遺伝的欠陥を修正するために、正常な DNA を細胞に直接挿入することです。遺伝子治療への 2 つの主なアプローチは、機能性タンパク質をコードする遺伝子を導入するか、ゲノム内の遺伝子の発現を変更する実体を移入することです。
<オール>ベクターなどの効率的な送達方法により、遺伝子治療中の細胞への遺伝子導入が促進されます。遺伝子治療では、ウイルスベクターと非ウイルスベクターの 2 種類のベクターが使用されます。非ウイルスベースの送達システムは、プラスミドまたは化学的に合成されたオリゴヌクレオチドであり得る。最適なベクトルの選択は、いくつかのパラメータに基づいています:
<オール>遺伝子治療でウイルスが使用される理由
感染性のライフサイクルのため、ウイルスは遺伝子治療中の遺伝子導入に広く使用されています。一般に、ウイルスは宿主細胞に感染し、ウイルス DNA を宿主のゲノムに組み込むことによって宿主細胞内で複製します。したがって、目的の DNA 断片は、ウイルス粒子の内部に詰め込むことによって細胞に導入できます。遺伝子治療で使用されるウイルスベクターの主な 3 種類は、レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルス (AAV) です。さらに、単純ヘルペスウイルス-1 (HSV-1)、バキュロウイルス、ワクチンウイルスもベクターとして使用されます。遺伝子治療におけるアデノウイルスの使用は、図 1 に示されています。
図 1:遺伝子治療におけるアデノウイルス
遺伝子治療中にウイルスをベクターとして使用するために、ウイルスの病原性遺伝子を目的の遺伝子に置き換えます。ウイルスゲノムの残りの部分は同じままです。感染したウイルス要素は、改変されたウイルスゲノムの宿主ゲノムへの相同組換えを支配します。相同組換えの位置は、組換えエレメントの配列によって決定することができる。ゲノムに組み込まれると、導入された DNA は安定して発現し、宿主のゲノムとともに複製します。
結論
遺伝子治療は、新しい DNA を導入することにより、ゲノムの欠損遺伝子を治療する技術です。ウイルスおよび非ウイルスの両方の DNA 送達システムは、新しい DNA の細胞への導入を促進します。ウイルス送達システムは、感染中に宿主細胞に新しい DNA を導入します。新しい DNA は、相同組換えによって宿主のゲノムに安定的に組み込まれ、ゲノムとともに発現および複製します。
参照:
1. ポンダー、キャサリン・パーカー。 「遺伝子治療のベクトル」。 分子医学と遺伝子治療の紹介 、Wiley-Liss、Inc.、2001年、77〜112ページ。ここから入手できます。
画像提供:
1.コモンズウィキメディア経由の「遺伝子治療」（パブリックドメイン）
