エクスビボとin vivo 遺伝子治療の違い

遺伝子治療は、欠損した遺伝子や欠陥のある遺伝子を導入することで、遺伝性疾患の治療や予防を行う重要な技術である。ある種の病気は、変異または欠損した遺伝子を**健康な遺伝子と置き換えることで治すことができます。遺伝子治療は、主に生殖細胞ではなく体細胞に適用され、in vitro 遺伝子治療とin vivo 遺伝子治療に大別される。in vitroとin vivoの遺伝子治療の大きな違いは、治療用遺伝子をin vitroの細胞培養に移し、再び患者さんの体内に導入して遺伝子治療を行うのに対し、in vitroでは細胞を培養する必要がなく、患者さんの組織や細胞に直接遺伝子を投与できることです。

目次1. 概要と主な違い2. 体外遺伝子治療とは3. 体内遺伝子治療とは4. 横並び比較-体外と体内の遺伝子治療5. 総括

生体外遺伝子治療は何ですか？

体外遺伝子治療とは、患者さんの細胞を外部から改変し、患者さんの体内に再導入する遺伝子治療の一種です。その細胞を実験室（患者さんの体外）で培養し、遺伝子を植え付ける。そして、安定した形質転換体を選択し、患者さんの体内に再導入することで病気を治療することができます。試験管内遺伝子治療は、特定の細胞種や特定の組織にしか適用できない。骨髄細胞は、体外遺伝子治療でよく使われる細胞である。

In vitro 遺伝子治療手順

体外遺伝子治療は、主に以下の手順で行われます。

1. 欠陥のある遺伝子を持つ細胞は、患者さんから分離されます。
2. 分離された細胞は、実験室で培養される。
3. 治療用遺伝子は、ベクターを用いて増殖した細胞培養物に挿入・導入される。
4. 形質転換細胞は、非形質転換体から選択し、増殖させる。
5. 選択された細胞は患者さんに移植されます。

体外遺伝子治療では、ベクターや担体を用いて標的細胞に遺伝子を導入する。遺伝子導入の成功はベクターシステムに依存し、体外遺伝子治療で用いられる重要なベクターは、ウイルス、骨髄細胞、ヒト人工染色体などです。しかし、成功するかどうかは、患者さんの体内で治療用遺伝子が安定的に融合・発現するかどうかにかかっています。

図01：試験管内遺伝子治療

in vivo 遺伝子治療は何ですか？

In vivo 遺伝子治療とは、遺伝性疾患を治療するために、患者の体内の特定の組織の細胞に直接遺伝子を導入する技術である。肝臓、筋肉、皮膚、肺、脾臓、脳、血球など、体内の多くの組織に適用することができます。治療用遺伝子は、ウイルスまたは非ウイルスベクターによって患者さんに導入されます。しかし、成功するかどうかは、治療用遺伝子を搭載したベクターが標的細胞に効果的に取り込まれるかどうか、標的細胞内での遺伝子の細胞内分解と核への取り込み、遺伝子の発現能力などの要因に依存します。

図02：In vivo遺伝子治療

エクスビボとin vivo 遺伝子治療の違い

概要 - エクスビボ vs. in vivo 遺伝子治療

治療用遺伝子は、特定の病気の治療法として患者さんの体内に導入されます。これは遺伝子治療と呼ばれ、in vitro 遺伝子治療と in vivo 遺伝子治療の2つの方法で実施されます。試験管内遺伝子治療と生体内遺伝子治療の違いは、遺伝子治療**では、患者さんの体外の細胞培養で遺伝子を行い、修正した細胞を患者さんの体内に再導入しますが、生体内遺伝子治療では、細胞を分離する必要がなく、体内の標的組織に直接遺伝子を導入する点です。どちらのプロセスも成功するかは、治療用遺伝子の安定性**と形質転換に依存します。

参考文献：1.「遺伝子治療とは？-Genetics Family Reference」、米国国立医学図書館。National Institutes of Health website. 2017.4.24. 2. "Evaluation of clinical success of in vitro and in vivo gene therapy| JYI-Journal of Undergraduate Research" JYI Journal of Undergraduate Research. n, p., n.d. Web. 2013.4.24.Crystal, Ronald G. "Ex vivo gene therapy strategies for treatment of tumours using adenoviral gene transfer vectors", SpringerLink. Springer Verlag, n.d. Web. 24 April 2017