A conditionally replicating adenovirus targeted to tumor cells through activated RAS/P-MAPK-selective mRNA stabilization

Speaker：鄭至暐                                      

Commentator：蕭璦莉 老師                            

    腫瘤毒殺性腺病毒(oncolytic adenovirus)，顧名思義，即為能專一性地毒殺腫瘤的腺病毒，近來在各種腫瘤的治療上發展迅速，而其是否能做為有效的治療方式，最重要的決定因素在其是否能有效地標的到腫瘤上。使用啟動子調控腺病毒的複製一直是常被使用的方法。但有不少文獻提出說：一些病毒本身的調控序列可能影響人為外加的啟動子的專一性調控功能。因此作者在此提出一全新調控腺病毒專一在腫瘤中複製的方式，即利用腺病毒複製所必須的蛋白質E1A的mRNA穩定度在腫瘤及一般正常細胞中不同的特性，作為使腫瘤毒殺性病毒能專一在腫瘤中複製的策略。

    有許多和細胞受到壓力，必須快速作出反應相關的基因，都具有藉mRNA穩定度改變來調控其表現量的特性。文獻亦指出，這種mRNA穩定度的改變是由其基因下游的不轉譯序列(3’ UTR)所調控。本實驗中，作者選用的是COX-2這個基因。COX-2唯一和發炎反應相關的基因。因為受其基因下游的不轉譯序列所調控，所以平常在細胞中的表現量非常低，低到幾乎可以忽略的量；但一旦細胞中的RAS/P-MAPK訊息傳導路徑被活化後，COX-2會因為其mRNA穩定度被大大提升而使表現量快速上升。

    綜合上述，作者想利用COX-2的3’ UTR接在腺病毒複製所必須的蛋白質E1A的基因下游，希望能藉著3’ UTR調控上游mRNA穩定度的特性，使腺病毒的E1A能在因RAS訊息過度表現所引起的腫瘤中大量表現，但在一般正常細胞中卻幾乎不表現，來達到專一性在腫瘤中複製，進而毒殺腫瘤的目的。

    為驗證此想法，作者首先使用一可利用IPTG來誘發RAS訊息過度表現的細胞株RIE-iRAS來做實驗。結果證實接上COX-2 3’ UTR的E1A mRNA穩定度在有利用IPTG誘發RAS訊息過度表現的細胞中大大地提升；相對的，在沒有利用IPTG誘發RAS訊息過度表現的細胞中則非常的低。另外作者還利用了一株在E3位置放上GFP基因的重組腺病毒來驗證經COX-23’ UTR調控的E1A基因是否仍具有其效用(E3位置的基因必須要有E1A的調控才能表現)。由上述兩組實驗的結果證明瞭COX-2 3’ UTR的確具有在不同RAS訊息強度下調控E1A

mRNA穩定度的能力，且不影響其正常功能。

    MAPK訊息傳導路徑一向被認為是RAS的下游路徑，為證實這種經3’ UTR調控mRNA穩定度的現像是RAS藉由MAPK路徑造成的，作者進一步將上述實驗分別加入即不加入MAPK抑制劑PD98059進行實驗。結果證實MAPK路徑的確和此機制相關。

    最後，作者將含COX-2 3’ UTR的E1A送回腺病毒中，完成一重組病毒Ad-E1A-COX。在病毒產量測試中，Ad-E1A-COX僅在RAS有高度表現的細胞中有很高的產量，在一般正常的細胞中則幾乎不複製。而在腫瘤細胞毒殺測試中則可清楚地看到Ad-E1A-COX具有專一性在RAS高度表現的腫瘤細胞中複製及造成毒殺的能力。在動物實驗方面，作者選用了RAS表現量分別為低中高的腫瘤進行實驗，同樣也看到了Ad-E1A-COX專一對RAS高度表現的腫瘤進行毒殺，進而使得腫瘤體積變小的結果。上述結果皆證實了Ad-E1A-COX的確為一具治療潛力的腫瘤毒殺性腺病毒。

    在本文中作者提出了一新穎的方法來使腫瘤毒殺性腺病毒專一性地標的在腫瘤上，並以實驗證明瞭其可行性。其實這種藉3’UTR來改變mRNA穩定度以調控基因表現量的情形在許多細胞受到外界壓力，諸如發炎、缺氧及放射線照射等需快速反應以調適的相關基因上都可見到。另外文獻也指出3’UTR接到其他基因上亦具有其調控功能。因此，作者這種新想法應該是可以應用到多種不同的病毒載體，以治療多種不同腫瘤的。