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TRAIL (Tumor Necrosis Factor Related Apoptosis Inducing Ligand,肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体)发现于1995年,是肿瘤坏死因子(TNF)超家族的成员。TRAIL能够诱导多数肿瘤细胞凋亡,而对大多数正常细胞无毒性,因而被广泛用于癌症治疗研究。然而,有关TRAIL在特定条件下引发细胞毒性作用的报道一直困扰着研究者,此外,TRAIL作为一种重要的免疫因子,在机体的生理和病理过程中发挥极为重要的作用,因此TRAIL作为癌症治疗药物的安全性也受到了越来越多的关注。腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus, AAV)作为一种生物治疗载体,具备介导外源基因稳定高效并长期表达,且对宿主的免疫原性较低等优点,因此被广大科研和医疗工作者寄予厚望。针对生物治疗的三个核心问题,即基因导入系统、治疗基因以及基因表达的可控性,本研究设计了以AAV2为基因导入载体、以可溶性TRAIL (sTRAIL)为治疗基因、以Tet-On为基因表达控制系统的肿瘤生物治疗方案。本研究首先构建了AAV-TRE&AAV-Tet-On双载体基因导入系统,并研究了此系统的表达强度和可控性。然后,以绿色荧光蛋白(eGFP)和荧光素酶(Luciferase)作为报告基因,研究了AAV-TRE&AAV-Tet-On双载体系统的表达强度,并量化了载体的表达可控性。结果证明AAV-TRE&AAV-Tet-On双载体系统能够通过诱导物强力霉素(Doxycycline, Dox)有效调控报告基因在HEK293T/17细胞中表达。接着,以带有强启动子CAG的表达载体AAV-CAG-TRAIL为阳性对照,研究AAV-TRE-TRAIL&AAV-Tet-On双载体系统的表达强度、表达可控性以及肿瘤杀伤作用,结果显示,AAV-TRE-TRAIL&AAV-Tet-On双载体基因导入系统可以使HEK293T/17细胞高效表达和分泌sTRAIL,并能在Dox的调节下实现可控性表达；体外杀伤肿瘤细胞的实验表明,AAV-TRE-TRAIL&AAV-Tet-On能够在Dox控制下有效杀伤SMMC-7721和SMMC-7402肝癌细胞、U251神经胶质细胞瘤细胞和MDA-MB-231乳腺癌细胞等对TRAIL敏感的人肿瘤细胞株；肿瘤细胞杀伤机制研究显示,这种杀伤作用是通过诱导肿瘤细胞凋亡而实现的。最后,我们用]MDA-MB-231细胞建立了裸鼠皮下移植瘤模型,将AAV-TRE-TRAIL&AAV-Tet-On通过尾静脉给药,研究其对裸鼠皮下移植瘤生长的影响,结果表明,AAV-TRE-TRAIL&AAV-Tet-On能在Dox的控制下,在裸鼠肝脏和肿瘤部位表达sTRAIL,诱导MDA-MB-231瘤细胞凋亡,显著抑制小鼠抑制瘤的生长。综上所述,AAV-TRE-sTRAIL&AAV-Tet-On双载体系统能够通过Dox控制sTRAIL的表达,诱导SMMC-7721、SMMC-7402、U251、MDA-MB-231等多种肿瘤细胞凋亡,并抑制MDA-MB-231体内移植瘤的生长,为肿瘤生物治疗提供了种有效、安全和可控的策略,具有良好的临床应用前景。