스트렙토조토신 유발 당뇨병 백서에서 HVJ-리포좀과 Epstein-Barr Virus Plasmid를 이용한 인슐린 유전자 치료

Abstract

Background: Despite improvement in insulin preparation and delivery, the use of insulin therapy alone to maintain normal glucose concentration and prevent the development of diabetic complication is not easy. Therefore, there has been considerable interest in developing gene therapy to supply insulin. We investigated that the administration of hemagglutinating virus of Japan (HVJ)- liposome complex, containing human insulin construct into the portal vein to control the blood glucose level in murine streptozotocin (STZ)-induced diabetes. Methods: Human insulin gene was delivered to STZ-induced diabetic rats through the portal vein using HVJ-liposome containing Epstein-Barr virus (EBV) repliconbased plasmid (pEB). Blood glucose and body weight were measured after insulin gene delivery. The animals were sacrificed 28 days later and the livers were collected for immuno-histochemical staining of insulin. In addition plasma insulin and C-peptide levels were measured. Results: Significant decrease in blood glucose levels and an increase in insulin and C-peptide levels were observed in the insulin gene transfection group as compared to the control group. Immunohistochemical staining of insulin also showed significant differences between these two groups. Conclusion: This study demonstrated the possibility of insulin gene therapy through the portal vein using pEB and HVJ-liposome method to produce a sustained improvement of diabetic glucose metabolism (J Kor Diabetes Assoc 27:405∼413, 2003). ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Key Words: Insulin gene therapy, pEB (Epstein-Barr virus replicon-based plasmid, HVJ (hemagglutinating virus of Japan)-liposome

연구배경: 지금까지 다양한 인슐린 제제의 발달과 함께 인슐린을 체내로 투여방법이 개발되어 왔으나 인 슐린 단독 치료만으로 당뇨병 환자들이 정상 혈당을 유지하고 당뇨병성 합병증을 완전히 예방하기에는 현 실적인 어려움이 많다. 이에 당뇨병을 근원적으로 치 료 하기 위한 노력으로 인슐린 유전자 치료가 활발히 연구되고 있다. 본 연구진은 스트렙토조토신으로 당뇨 를 유발한 백서에서 HVJ-리포좀과 pEB를 이용한 유 전자 치료의 효용성을 연구하였다. 방법: 스트렙토조토신으로 당뇨를 유발한 백서에 pEBAct-HINS를 함유한 HVJ-리포좀을 간문맥을 통 하여 주입하고 혈당과 체중을 매일 측정하였다. 유전 자 전달 28일째 백서를 희생시켜서 간을 적출하여 면 역조직학적 염색을 하였고 쥐의 혈액을 채취하여 인슐 린과 C-펩타이드를 측정하였다. 결과: 혈당은 대조군에 비하여 유전자 전달군에서 현저히 감소하였고 당뇨병 유발 후 감소하던 체중은 혈당이 조절되면서 증가하였다. 인슐린과 C-펩타이드 는 유전자 전달군에서 대조군에 비하여 현저히 증가되 어 있었다. 인체 인슐린에 대한 면역조직학적 염색 결 과 유전자 전달군의 간조직에서 인슐린이 발현된 반면 대조군에서는 발현되지 않았다. 결론: 스트렙토조토신으로 당뇨를 유발시킨 백서에 서 인슐린 유전자를 포함한 pEBAct-HINS를 HVJ-리 포좀을 이용하여 인슐린 유전자를 전달하면 백서의 간 에서 지속적으로 인슐린을 생산하여 효과적으로 혈당 을 낮출 수 있음을 확인하였다.