基因療法助小鼠受損脊髓的神經纖維再生
脊髓損傷後，人體自發形成的疤痕組織會阻礙神經纖維的再生，使得患者難以回復原有的神經功能。軟骨素水解酶 ( chondroitin ABC lyase，ChABC ) 可分解疤痕組織。研究人員以改造過的慢病毒為載體，將這基因帶入損傷處細胞的基因組中，並以抗生素作為調控表達的開關，在小鼠模型中可有效改善前述的困境。
疤痕組織阻礙神經纖維再生
脊髓受損後，神經膠質細胞 ( glial cells ) 會分泌硫酸軟骨素蛋白聚醣 ( chondroitin sulphate proteoglycans，GSPG )，在損傷處形成疤痕組織。GSPG上多個以共價鍵連結的軟骨素肽胺聚醣 ( chondroitin sulphate glycosaminoglycan，CS-GAG ) 側鍊，卻有抑制神經纖維復原與再生的效果，使患者更難復原。
以ChABC分解CS-GAG側鍊是可能的對策之一，並已在諸多小鼠實驗中觀察到正面結果。但由細菌中所萃取的chABC ，其本身的化學性質並不穩定，在接近人體核心溫度—約攝氏36-37度—時便會失去功能，且半衰期短，需長期且頻繁地施打。
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另一方面，包含人類HIV病毒在內，慢病毒屬 ( Lentivirus ) 下的病毒，卻有一項特殊的生理機制：能將自身的遺傳物質—單鍊RNA，轉錄為DNA，並鑲嵌入宿主細胞的基因組中。爾後保持休眠狀態，直到該段基因再次被活化。因由初次感染到發病，通常有較長的潛伏期，故名。
此機制原則上允許研究人員將任意基因片段，以病毒為載體 ( viral vector ) 併入宿主細胞的基因組中，達到基因治療的目的。然而，先前部分研究卻也指出：長期放任ChABC大量表達，對神經纖維的再生或沒有改善，甚至帶來反效果。
以抗生素作為基因表達的開關
研究人員於是改造了病毒載體中的關鍵基因，使得其中所夾帶的目標基因—ChABC，在併入宿主細胞基因組後，只有在去氧羥四環素 ( doxycycline，dox ) 存在的情況下，才會被表達。此種以特定四環黴素類抗生素 ( tetracycline ) 作為基因表達開關的操作，被稱為四環黴素轉錄調控系統（Tetracycline-controlled transcriptional activation system，Tet-on/off system ）。
同樣在小鼠上的實驗：連續令ChABC表達2.5週，脊髓受損小鼠的感知與爬梯能力已明顯回復；然而較精細的抓、握動作，則需長達8週治療方才出現改善。至於先前所提，長期ChABC表達可能帶來的負面影響，在此研究中最長達8週的療程中並未發現。
即使距離實際人體試驗與美國食藥署審查仍遙遙無期。然而，研究中所研發的dox Tet-on系統，確為往後ChABC療程長短與患者預後間關聯的研究，提供了絕佳的實驗操作平臺。
參考資料：
- Burniside, E.R. et al. (2018, June 14). Immune-evasive gene switch enables regulated delivery of chondroitinase after spinal cord injury. Brain.
- Lee, H. et al. (2010, February 23). Sustained delivery of thermostabilized chABC enhances axonal sprouting and functional recovery after spinal cord injury. PNAS.
- Kwok, J. et al. (2011, November). Chondroitin sulfates in axon regeneration and plasticity. Trends in Glycoscience and Glycotechnology.
- Robitzski, D. (2018, June 15). New gene therapy could stitch together damaged spinal cord. Futurism.
