[发明专利]使用TGF-β的基因治疗

说明书

本申请是2000年5月3日提交的CN 00807074.1，题为“使用TGF-β的基因治疗”的分案申请。

背景技术

1.发明领域

本发明涉及将编码转化生长因子β超家族成员的至少一种基因引入至少一种哺乳动物结缔组织中，用于哺乳动物宿主中结缔组织再生的方法。本发明还涉及一种结缔组织细胞系，它携带一种DNA载体分子，该载体含有编码转化生长因子β超家族成员的基因。

2.相关领域的简述

在矫形外科领域，变性关节炎或骨关节炎是最常见的伴有软骨损伤的疾病。几乎机体的每个关节，如膝、髋、肩、甚至是腕都会患。该疾病的发病机理是透明关节软骨的变性(Mankin等，J.Bone Joint Surg，52A：460-466，1982)。关节的透明软骨变形、形成原纤维，最终凹陷。如果变性的软骨能以某种方式再生，大多数病人将能重新享受生活，而没有令人虚弱的疼痛。迄今尚未报道过能再生损伤透明软骨的方法。

药物递送的传统途径(如口服、静脉内或肌肉内给药)对于将药物携带到关节是无效的。关节内注射药物的半衰期通常较短。关节内注射药物的另一个缺点是需要频繁重复注射，以在关节腔获得可接受的药物水平，用于治疗慢性病如关节炎。因为迄今的治疗药物不能选择性的靶向关节，必需使哺乳动物宿主接触全身性高浓度的药物，来实现持续的、关节内治疗剂量。而非靶器官接触高浓度的药物加重了抗关节炎药物产生严重副作用(如哺乳动物宿主的胃肠道不适、和血液学、心血管、肝肾系统的变化)的倾向。

在矫形外科领域，已考虑将一些细胞因子作为治疗矫形外科疾病的候选药物。认为骨形态发生蛋白质是骨形成的有效刺激剂(Ozkaynak等，EMBO J，9：2085-2093，1990；Sampath和Rueger，Complication in Ortho，101-107，1994)，并已报道TGF-β可作为骨发生和软骨形成的刺激剂(Joyce等，J Cell Biology，110：2195-2207，1990)。

认为转化生长因子-β(TGF-β)是一种多功能细胞因子(Sporn和Roberts，Nature(London)，332：217-219，1988)，并在细胞生长、分化和胞外基质蛋白合成中起调节作用(Madri等，J Cell Biology，106：1375-1384，1988)。TGF-β在体外抑制表皮细胞和成骨样细胞的生长(Chenu等，Proc.Natl.Acad.Sci，85：5683-5687，1988)，但它在体内刺激软骨内骨化和最终形成骨(Critchlow等，Bone，521-527，1995；Lind等，A Orthop Scand 64(5)：553-556，1993；和Matsumoto等，In vivo，8：215-220，1994)。TGF-β诱导的骨形成是通过它对骨膜下多能细胞的刺激所介导的，这些细胞最终分化成软骨细胞(Joyce等，J Cell Biology，110：2195-2207，1990；和Miettinen等，J Cell Biology，127-6：2021-2036，1994)。

已报道了TGF-β在矫形外科中的生物学作用(Andrew等，Calcif Tissue In.52：74-78，1993；Borque等，Int J Dev Biol，37：573-579，1993；Carrington等，J Cell Biology，107：1969-1975，1988；Lind等，A Orthop Scand.64(5)：553-556，1993；Matsumoto等，In vivo 8：215-220，1994)。在小鼠胚胎中，染色显示TGF-β与衍生自间充质的组织(如结缔组织、软骨和骨)紧密相关。除了胚胎学的发现外，TGF-β还存在于骨形成和软骨形成部位。它还能增强家兔胫骨骨折愈合。近来，报道了TGF-β的治疗价值(Critchlow等，Bone，521-527，1995；和Lind等，A OrthopScand 64(5)：553-556，1993)，但其短期作用和高成本限制了广泛的临床应用。

TGF-β关节内注射用于治疗关节炎不理想，因为注射的TGF-β作用持续时间短，因为TGF在体内降解成无活性形式。因此，需要一种长期释放TGF-β的新方法，用于透明软骨再生。