腫瘍溶解性ウイルス療法のための細胞外マトリックスバリアの克服に対するデコリンの効果

現代の遺伝子治療の差し迫った課題は、in vivoで十分ながん細胞に十分な治療遺伝子を供給することです。ウイルス分布と腫瘍の浸透を改善することを目的として、ウイルスの拡散と腫瘍組織の浸透を強化するためにデコリンの使用を調査しました。デコリンを発現させる複製 - インコペテント（DL-LACZ-DCNG、DL-LACZ-DCNQおよびDL-LACZ-DCNK）および複製能力（AD-DELTAE1B-DCNQおよびAD-DELTAE1B-DCNK）Adenovirusesを生成しました。デコリン遺伝子（DCNG）、DCNK、およびDCNQの点変異体は、それぞれタイプIコラーゲンフィブリルに対して負で中程度の結合親和性を持っています。腫瘍スフェロイドとin vivoでの確立された固形腫瘍の両方で、DL-LACZ-DCNGの組織浸透効力は、DL-LACZ、DL-LACZ-DCNQ、およびDL-LACZ-DCNKの組織よりも大幅に増強され、この増強された組織浸透効果は、装飾ADが植民地に依存していることに依存していました。DCNGの発現は、複製ADのウイルス拡散を強化し、腫瘍の減少と生存の利点の改善につながりました。さらに、コラーゲンへの結合親和性が低下し、癌細胞の細胞毒性の増加が細胞外マトリックス（ECM）でのデコリンの作用によって駆動されることを示したため、Ad-deltae1b-dcnqおよびad-deltae1b-dcnkの腫瘍形成効果が軽減されました。さらに、Ad-deltae1b-dcngは、腫瘍組織内のECM成分を大幅に減少させました。最後に、原発腫瘍部位におけるAd-deltae1b-DCNGの腫瘍内注射は、マウスのB16BL6メラノーマ細胞肺転移の形成を大幅に減少させました。まとめると、これらのデータは、分散剤としてのデコリンの有用性を示し、その有用性を強調し、ADを介した癌遺伝子治療の複製の有効性を改善します。

The pressing challenge for contemporary gene therapy is to deliver enough therapeutic genes to enough cancer cells in vivo. With the aim of improving viral distribution and tumor penetration, we explored the use of decorin to enhance viral spreading and tumor tissue penetration. We generated decorin-expressing replication-incompetent (dl-LacZ-DCNG, dl-LacZ-DCNQ and dl-LacZ-DCNK) and replication-competent (Ad-DeltaE1B-DCNG, Ad-DeltaE1B-DCNQ and Ad-DeltaE1B-DCNK) adenoviruses (Ads). Point mutants of decorin gene (DCNG), DCNK and DCNQ, have a negative and moderate binding affinity to type-I collagen fibril, respectively. In both tumor spheroids and established solid tumors in vivo, tissue penetration potency of dl-LacZ-DCNG was greatly enhanced than those of dl-LacZ, dl-LacZ-DCNQ and dl-LacZ-DCNK, and this enhanced tissue penetration effect derived from decorin-expressing Ad was dependent on the binding affinity of decorin to collagen fibril. Expression of DCNG enhanced viral spread of replicating Ad, leading to improved tumor reduction and survival benefit. Moreover, the tumoricidal effects of Ad-DeltaE1B-DCNQ and Ad-DeltaE1B-DCNK were lessened, as the binding affinity to collagen was decreased, showing that the increased cancer cell cytotoxicity was driven by the action of decorin on extracellular matrix (ECM). Furthermore, Ad-DeltaE1B-DCNG substantially decreased ECM components within the tumor tissue. Finally, intratumoral injection of Ad-DeltaE1B-DCNG in primary tumor site greatly reduced the formation of B16BL6 melanoma cell pulmonary metastases in mice. Taken together, these data show the utility of decorin as a dispersion agent and highlight its utility and potential in improving the efficacy of replicating Ad-mediated cancer gene therapy.