约翰·霍普金斯大学医学院的艾米·莫 单个人类淋巴细胞的电子显微镜图像
学分:博士
特里谢国家癌症研究所 约翰·霍普金斯大学的研究人员报告说，他们制作的一种可生物降解的实验室工程纳米颗粒可以成功地将“自杀基因”传递给植入小鼠大脑的儿童脑肿瘤细胞
聚(β-氨基酯)纳米粒子，被称为多溴联苯醚，是治疗的一部分，也使用药物杀死细胞，延长试验动物的存活时间
在他们2020年1月发表在《纳米医学:纳米技术、生物学和医学》杂志上的一份报告中描述的研究中，研究人员警告说，出于安全和生物学原因，自杀基因单纯疱疹病毒ⅰ型胸苷激酶(HSvtk)——它使肿瘤细胞对抗病毒药物更昔洛韦的致命作用更敏感——不太可能是用于治疗儿童人类髓母细胞瘤和非典型畸胎样/横纹肌样肿瘤(AT/RT)的确切疗法
所谓的“自杀基因”已经被研究并用于癌症治疗超过25年
HSVtk基因产生一种酶，有助于恢复自然肿瘤抑制的功能
具体地说，实验发现，自杀基因和更昔洛韦通过腹膜内注射递送给小鼠的组合杀死了超过65%的两种类型的儿童脑肿瘤细胞
在纳米粒子疗法用于递送遗传物质七天之后，故意用基因“转染”该组合
患有急性淋巴细胞白血病/急性淋巴细胞白血病型肿瘤的小鼠在接受治疗后寿命延长了20%，为42天，而未经治疗的小鼠为35天
那些在大脑中植入第3组髓母细胞瘤型肿瘤的小鼠寿命延长了63%，存活了31天，而未治疗的小鼠存活了19天
“这是一种令人兴奋的替代方法，能够以选择性的方式对肿瘤进行基因治疗，只针对肿瘤细胞，”医学博士埃里克·杰克逊说
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约翰·霍普金斯大学医学院神经外科副教授
“我们现在的想法是找到其他可能拥有基因疗法的合作者，他们认为基因疗法可以很好地杀死这些肿瘤
" 髓母细胞瘤和抗逆转录病毒疗法是两种最普遍和最致命的儿童脑部恶性肿瘤
杰克逊指出，包括放射疗法在内的传统疗法会损害健康组织和肿瘤，并会对成长中的儿童产生长期的发育副作用，因此寻找新的疗法至关重要
仅针对癌细胞的基因治疗是一种有前途的治疗途径，但许多基因治疗方法使用修饰的病毒来传递其治疗有效载荷的脱氧核糖核酸，这种方法可能不安全或不适合儿科使用
杰克逊说:“如果你有一个成熟的免疫系统，这些病毒中的许多是安全的，但是对于免疫系统更加脆弱的非常年轻的患者来说，病毒传递系统可能会带来额外的风险。”
为了解决这个问题，杰克逊与乔丹·格林博士合作
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约翰·霍普金斯金梅尔癌症中心彭博~金梅尔癌症免疫治疗研究所研究员，约翰·霍普金斯生物材料和药物输送实验室主任，生物医学工程教授，致力于寻找一种不同的基因治疗载体
格林和他的同事开发了PBAE类聚合纳米粒子，这种粒子可以被改造成结合和携带脱氧核糖核酸
可生物降解的多溴联苯醚被注射到肿瘤块中，在被肿瘤细胞摄取后，它们在肿瘤块中安全地释放它们的脱氧核糖核酸货物
在以前的研究中，使用类似的粒子对细胞培养物和啮齿动物中的成人脑癌和肝癌进行基因治疗，格林和他的同事发现，与健康细胞相比，纳米粒子更喜欢靶向肿瘤细胞
允许粒子优先靶向肿瘤细胞的机制仍在研究中，但格林认为“粒子的化学表面可能与某些类型癌细胞表面的蛋白质相互作用
" 格林和他的同事改变了纳米粒子，以针对两种儿科恶性肿瘤
格林说:“通过对构成纳米粒子的聚合物进行微小的化学变化，我们可以以细胞特异性的方式显著改变特定种类癌细胞的细胞摄取，以及随后向胞质溶胶的基因传递。”
杰克逊说，他希望纳米粒子可以用于提供各种基于基因的治疗——包括改变基因表达水平、完全打开和关闭基因或使细胞对其他治疗敏感的治疗——这取决于患者肿瘤的具体情况
“在某些方面，我们仍然处于髓母细胞瘤和抗逆转录病毒治疗中目标基因的发现阶段，”他说
格林说，纳米粒子“可以携带比病毒更大的基因，并且可以携带多种基因组合。”
“这个平台对运送的货物大小没有限制，也没有免疫原性或毒性方面的限制
而且，它比病毒更容易制造
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