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遺伝子治療とは~遺伝子治療の原理、方法と手順、現状、および倫理的問題点1

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遺伝子治療

ヒトゲノムが解読され、疾患の原因となる遺伝子の詳細な情報が明らかにされつつあることで、遺伝子治療が現実のものに近づいている。
ここでは、遺伝子治療の原理や方法、現状や問題点について概説する。

遺伝子治療とは

遺伝子治療とは、異常な遺伝子を持っている機能不全におちいっている細胞の欠陥を修復・修正することで病気を治療する手法であり、「遺伝子補充法」、「遺伝子修復法」、「遺伝子抑制法」がある。

遺伝子補充法とは、欠損・変異している遺伝子と同じ遺伝子を体細胞に外部から導入し補充するものである。
遺伝子修復法は、遺伝子修復法は、遺伝子配列において一部変異している塩基配列に対して、オリゴヌクレオチド等を外部から導入することによって修復し、正常な遺伝子配列とすることで機能を回復させるものである。
遺伝子抑制法は、アンチセンスオリゴDNA(関連:アンチセンスDNA)や、小さな二本鎖RNAなどの核酸医薬を外部から導入し、疾患の原因となるタンパク質をコードするmRNAの翻訳を阻害するものである。

遺伝子治療と行うには、疾患部位などの標的細胞に治療用の遺伝子等を送達・導入しなければならない。
そのためには遺伝子を送達するための「ベクター」(遺伝子の運び屋、キャリアーとも呼ばれる)が必要である。
ベクターを注射、吸入、塗布などにより患部組織に注入するか、あるいは患者自身の血球などを一度取り出し、体外でベクターを導入してから、患者の体内に戻す方法がある。

遺伝子ベクター

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遺伝子ベクターとして、ウイルスを用いる方法と、リポソームや合成高分子などの非ウイルスベクターを用いる方法がある。

ウイルスベクターとしては、アデノウイルス、レンチウイルス、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルスなどが用いられている。
ウイルスベクターは、その感染機構を利用して治療用遺伝子を細胞に導入するのであるが、ウイルスが増殖するためのウイルスゲノム遺伝子を欠損させることで、細胞内でウイルスが増殖しない工夫が施されている。
ウイルスベクターの長所は遺伝子発現効率が高い点であるが、ウイルスのすべてが解明されていないため安全性を疑問視する研究者もいる。

一方、非ウイルスベクターとしては、正電荷リポソームや正電荷高分子などが用いられている。
非ウイルスベクターは、既知の化合物から構成されているため安全性が評価しやすいが、遺伝子導入効率がウイルスに比べて低い点が問題である。

日本では非ウイルスベクターの研究が盛んに行われており、ウイルスを凌ぐベクターの開発が期待される。
非ウイルスベクターは、基本的に正電荷を有しているため負電荷を有するDNAやRNAと静電的相互作用により複合体(ナノ粒子)を形成する。
これが細胞の取り込み機構によって取り込まれることで、細胞内に遺伝子を導入できる。
これらは単純な高分子複合体でしかないが、最近ではウイルス構造を模した非ウイルスベクターも開発されている。

非ウイルスベクターによって送達されるプラスミドDNAやsiRNAなどに関してこれらに含まれるCpG配列(シトシンとグアニンが豊富でメチル化されていない塩基配列)や二本鎖RNA構造が免疫反応を誘起することが問題となっている。
非ウイルスベクターを臨床応用するための課題であり、多くの研究者が取り組んでいる。

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