造血干细胞作为基因治疗靶细胞的研究进展_张亚斌
一种造血干细胞HBB基因修复的方法及产品[发明专利]
![一种造血干细胞HBB基因修复的方法及产品[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/45f651d6534de518964bcf84b9d528ea81c72f31.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911055288.1(22)申请日 2019.10.31(71)申请人 华东师范大学地址 200241 上海市闵行区东川路500号申请人 上海邦耀生物科技有限公司(72)发明人 吴宇轩 杨菲 席在喜 张亮 李大力 刘明耀 (74)专利代理机构 北京君慧知识产权代理事务所(普通合伙) 11716代理人 王振南(51)Int.Cl.C12N 15/113(2010.01)C12N 9/22(2006.01)C12N 5/10(2006.01)C12N 15/90(2006.01)A61K 35/28(2015.01)A61P 7/06(2006.01) (54)发明名称一种造血干细胞HBB基因修复的方法及产品(57)摘要本发明公开了一种造血干细胞HBB基因修复的方法及产品,所述方法利用CRISPR -Cas9基因编辑技术靶向敲除β-地中海贫血(地贫)中缺失位点密码子41/42(-TCTT)的技术,通过设计并合成能识别引导Cas9蛋白至目标基因靶序列的sgRNA,将其与Cas9蛋白混合电转导入β-地贫密码子41/42(-TCTT)造血干细胞中,同时引入同源重组供体高效修复该突变位点处氨基酸的正常编码功能,恢复β-珠蛋白基因的正常表达。
本发明利用现有基因编辑技术编辑输血依赖型β-地贫密码子41/42(-TCTT),修复效率高,修复后的患者造血干细胞在自体移植后可以重建患者血液系统并治疗地中海贫血疾病。
权利要求书1页 说明书7页序列表3页 附图4页CN 112746071 A 2021.05.04C N 112746071A1.一种修复细胞中HBB(β-珠蛋白基因)密码子移码突变的方法,其特征在于,所述方法包括利用核酸酶和sgRNA引入细胞、对HBB基因进行基因编辑的步骤,所述sgRNA引导核酸酶对HBB基因进行切割并形成断裂位点;所述密码子移码突变为密码子41/42(-TCTT)的突变所导致的移码突变;所述sgRNA靶向HBB基因的靶向序列包括密码子41/42(-TCTT)位点的上游1bp;优选的,所述sgRNA靶向HBB基因的靶向序列包含SEQ ID No.1-7中任一所示的序列;更优选的,所述sgRNA靶向HBB基因的靶向序列包含SEQ ID No.1所示的序列。
人脐带间充质干细胞研究进展及应用前景_张亚斌

人脐带间充质干细胞研究进展及应用前景张亚斌1,解莉楠21.天津市脐带血造血干细胞库,天津300384;2.东北林业大学生命科学学院,黑龙江哈尔滨150040[摘要]人脐带间充质干细胞(hUCMSC )是来源于发育早期中胚层和外胚层、存在于脐带沃顿胶和血管周围组织中的一类具有自我更新、增殖和多向分化潜能的干细胞。
当前主要通过分离、扩增传代培养,然后超低温保存的方法提取保存hUCMSC 。
与其他来源的干细胞相比,hUCMSC 具有来源广泛、可塑性强、对供者无不利影响、无伦理争论限制等优势,并且具有很强的向多组织分化的潜能,因此hUCMSC 成为在组织工程、造血干细胞移植及基因治疗等研究领域具有巨大潜力的种子细胞,在临床应用方面有十分广阔的前景。
[关键词]人;脐带;间充质干细胞[中图分类号]Q25[文献标识码]A[文章编号]1009-0002(2013)03-0437-04Research Progress and Prospect of Application of Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem CellsZHANG Ya-Bin 1*,XIE Li-Nan 21.Tianjin Cord Blood Bank,Tianjin 300384;2.College of Life Science,Northeast Forestry University,Harbin 150040;China*Corresponding author,E-mail:zhangyabin_0225@[Abstract ]Human umbilical cord mesenchymal stem cells (hUCMSC ),which originate from mesoderm and ecto ⁃derm at the early stage of embryonic development and inhabit the area of Wharton-jelly and perivascular tissue of umbilical cord,have been classified as a self-renewal,proliferating and multi-potential differentiating cell line.Ac ⁃cording to current technique level,hUCMSC are preserved by means of cryopreservation following enzyme-diges ⁃tion,separation,and subcultural amplification.Being superior to stem cells from other sources,hUCMSC benefit an abundant source,relatively higher plasticity while less ethical controversy,no adverse affection to donors during harvest and naturally the multiple-differentiation potential like other stem cell families.Consequently,the stem cellfamily of hUCMSC has become a clinic prospective candidate in field of tissue engineering,hematopoietic stem cell transplantation and genetic therapy.[Key words]human;umbilical cord;mesenchymal stem cellsdoi:10.3969/j.issn.1009-0002.2013.03.033综述胚胎干细胞的研究已被列为20世纪90年代世界十大科技成就之首,因此干细胞的研究包括间充质干细胞的研究已成为最具发展前景的领域之一。
基于造血干细胞为靶细胞的基因治疗

CHEMISTRY OF LIFE 2011,31(1)文章编号: 1000-1336(2011)01-0041-08基于造血干细胞为靶细胞的基因治疗张铸业 于慧慧 王彦刈 贵州大学生命科学学院,贵阳 550025摘要:在基因治疗中,造血干细胞因为具有自我更新及分化为各种血细胞系的能力而成为一种很有吸引力的靶细胞。
将外源目的基因导入造血干细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,特别是血液疾病已取得重要进展,例如:腺苷脱氨酶缺陷病、血友病、地中海贫血症及镰状细胞性贫血症等。
而慢病毒以其转染效率高,能够感染非分裂期细胞的特点成为转染造血干细胞的最适合载体,本文就造血干细胞的特性、载体的选择及临床应用和基因治疗的安全性等方面作一综述。
关键词:造血干细胞;基因治疗;慢病毒载体中图分类号:Q789收稿日期:2010-08-16作者简介:张铸业(1988-),女,硕士生,E-mail:zhuyezhang@126.com; 于慧慧(1984-),女,硕士生,E-mail:yuhuihui8888@yaohoo.com.cn; 王彦刈(1971-),男,博士,教授,通讯作者,E-mail: wyanyi@hotmail.com自1990年首例人类利用人体基因治疗获得成功以来,至今有关肿瘤、艾滋病及遗传病的基因治疗研究已取得了很大程度的进展,但是仍存在一些限制发展的瓶颈还未解决,例如:基因转染载体的安全性、目的基因在体内表达的水平和持续时间长短的调控以及有效目的基因的整合和选择等等。
为了使目的基因在人体内长期或是永恒地表达,就必须找到一种能自我维持的永不消亡的细胞作为宿主细胞,于是造血干细胞无疑成为基因治疗最理想的靶细胞。
靶向造血干细胞的基因治疗,理论上能够治疗一系列造血系统疾病,如:镰刀形红细胞贫血、地中海贫血、血友病、慢性肉芽肿性疾病以及重症联合免疫缺陷症等,并且已在临床上取得了一定程度的进展。
另外,通过转基因可以增强造血干细胞的耐药性,在化疗治愈血液系统疾病时,向造血干细胞导入耐药基因从而产生耐化疗蛋白、保护正常细胞及免疫细胞免受药物攻击,最终达到减少或抵消化疗的毒副作用。
基因治疗中的干细胞应用和技术

基因治疗中的干细胞应用和技术基因治疗是一种利用基因工程技术来纠正或修复人体基因缺陷的方法。
而干细胞则是一种具有自我更新、可以分化成多种细胞类型的细胞。
在基因治疗中,干细胞扮演着重要的角色,其应用和技术也为基因治疗的发展提供了新的可能性。
干细胞在基因治疗中的应用可以追溯到上世纪90年代。
由于干细胞具有自我更新和分化的特性,可以分化成多种细胞类型,成为器官和组织再生的潜在来源。
在基因治疗中,干细胞可以被利用来传递修复基因,治疗遗传性疾病。
一种主要的干细胞应用是通过基因编辑技术将修复基因导入患者体内,进一步纠正遗传缺陷。
基因编辑技术主要包括CRISPR-Cas9、TALENs和ZFNs等。
这些技术可以精确地识别并修改基因序列,以达到修复遗传缺陷的目的。
通过将这些修复基因载入干细胞中,再将其输入患者体内,基因治疗可以在根本上改变受影响个体的基因组。
干细胞还可以用于基因表达调节。
在基因治疗中,一些疾病是由于基因表达异常引起的。
通过使用干细胞,可以将调控基因表达的因子引入到患者体内。
这些因子可以调整基因表达水平,从而修复疾病相关的基因异常。
这种方法可以在大范围和长期的基因治疗中提供更持久的效果,为治疗常见病、遗传疾病和肿瘤提供了新的策略。
此外,基因治疗中的干细胞应用还包括干细胞移植和组织工程。
通过干细胞移植,干细胞可以在患者体内分化成多种细胞类型,以修复受损组织或器官。
这种方法在心脏病、糖尿病、神经退行性疾病等方面具有巨大的潜力。
组织工程利用体外培养的干细胞,结合支架或多种生物材料,构建人工组织或器官,以替代损坏的组织。
这种技术在再生医学领域已经取得了一些成功,但仍面临许多挑战。
然而,干细胞在基因治疗中的应用还面临着许多挑战和道德问题。
首先,干细胞来源的选择是一个关键问题。
胚胎干细胞具有更强的分化潜力,但是其获取会引发伦理争议。
而非胚胎干细胞如诱导多能干细胞(iPSCs)则可以通过体细胞重新编程获得,但在分化和功能方面仍存在一定限制。
造血干细胞开题报告

造血干细胞开题报告造血干细胞开题报告1. 引言造血干细胞是一类具有自我更新和分化能力的细胞,能够产生各种类型的血细胞,包括红细胞、白细胞和血小板。
它们在维持正常血液系统功能和治疗各种血液疾病中起着重要作用。
本文旨在探讨造血干细胞的研究进展、应用前景以及相关伦理问题。
2. 造血干细胞的来源造血干细胞可以从多个来源获取,包括骨髓、外周血和脐带血。
骨髓是最常用的来源,但采集过程较为痛苦且有一定风险。
外周血中的造血干细胞含量较低,但采集过程相对简便。
脐带血中的造血干细胞含量丰富,采集过程对母婴无风险,因此成为备受关注的来源之一。
3. 造血干细胞的应用3.1 造血干细胞移植造血干细胞移植是目前治疗血液疾病的主要方法之一。
通过将健康的造血干细胞输入到患者体内,可以替代患者体内异常或损伤的造血系统,恢复正常的血液功能。
这一方法已成功应用于治疗白血病、骨髓衰竭等疾病,并取得了显著的疗效。
3.2 造血干细胞治疗除了移植外,造血干细胞还可以用于治疗其他疾病。
例如,近年来,研究人员发现通过将造血干细胞转化为神经细胞,可以用于治疗神经退行性疾病,如帕金森病和阿尔茨海默病。
此外,还有研究表明,通过将造血干细胞转化为心肌细胞,可以用于心脏病的治疗。
4. 造血干细胞的研究进展4.1 诱导多能干细胞技术诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是一项革命性的技术,通过重新编程成体细胞,使其表现出与胚胎干细胞相似的特性。
这一技术的出现,使得研究人员可以通过采集患者自身的细胞,诱导其转化为造血干细胞,从而避免了移植过程中的排异反应。
4.2 基因编辑技术基因编辑技术,如CRISPR-Cas9,为造血干细胞研究提供了新的手段。
通过基因编辑,研究人员可以精确地修改造血干细胞中的基因,以研究其功能和调控机制。
此外,基因编辑技术还可以用于纠正遗传性疾病引起的基因突变,为治疗提供了新的可能性。
5. 造血干细胞研究中的伦理问题伦理问题在造血干细胞研究中一直备受关注。
基于干细胞的靶向血小板基因治疗血友病A的研究

2023-10-29•研究背景与意义•基于干细胞的基因治疗•靶向血小板基因治疗目录•研究成果与讨论•研究总结与展望01研究背景与意义血友病a是一种X染色体连锁的隐性遗传病,由FⅧ基因突变引起,导致凝血因子Ⅷ缺乏,患者常在关节、肌肉、内脏等部位反复出血,严重时危及生命。
血友病a在男性中发病率较高,每4000-5000名男性中有1名患者。
血友病a概述VS定期输注凝血因子Ⅷ,缓解症状,但长期输注存在病毒传染、抗体产生等风险。
替代治疗基因治疗细胞治疗通过载体将正常FⅧ基因导入患者体内,但存在免疫排斥、基因突变等风险。
利用干细胞分化为血小板,可解决免疫排斥问题,但干细胞来源、分化效率、安全性等问题需解决。
03现有治疗方法及限制0201研究目的与意义利用干细胞定向分化为血小板,解决免疫排斥问题,提高治疗效果。
通过基因工程技术将正常FⅧ基因导入干细胞,实现FⅧ基因的长期表达,为血友病a患者提供更为安全、有效的治疗方法。
研究成果可拓展至其他凝血因子缺乏的疾病治疗领域,为遗传性疾病的治疗提供新思路。
02基于干细胞的基因治疗干细胞概述干细胞的定义和分类干细胞是一种具有自我更新和多向分化能力的细胞,可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。
干细胞的特性干细胞具有长期自我更新和产生至少一种终末分化细胞的特性。
干细胞的应用领域干细胞已广泛应用于组织工程、细胞治疗、药物筛选等众多领域。
基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病。
基因治疗原理及技术基因治疗的定义基因治疗的技术包括基因转移、基因表达调控、基因编辑等技术。
基因治疗的技术基因治疗可采用体内或体外策略,其中体内策略包括载体病毒和非载体病毒等,体外策略包括细胞培养和基因转导等。
基因治疗的策略干细胞来源与分化干细胞的分化干细胞在特定条件下可分化为各种组织和器官,如肌肉、神经、皮肤、造血等。
干细胞分化为血小板的可行性研究表明,将干细胞诱导分化为血小板是可行的,并且可以用于治疗血友病a等疾病。
肿瘤干细胞研究进展与扶助肾中精气抗癌

肿瘤干细胞研究进展与扶助肾中精气抗癌
郑展;徐振晔
【期刊名称】《中国中西医结合杂志》
【年(卷),期】2007(27)1
【摘要】肿瘤中存在肿瘤干细胞,数目极少,却对肿瘤的发生起着决定性作用。
肿瘤干细胞是一种特殊类型的干细胞,具备高度增殖能力与自我更新能力,其结果是维持肿瘤干细胞数目稳定并产生肿瘤。
根治肿瘤的关键应是针对肿瘤干细胞。
肿瘤干细胞起源于成体干细胞。
中医学认为,正常干细胞可归于肾中精气的范畴,恶性肿瘤患者往往具有精气两亏之证,扶助肾中精气对治疗肿瘤有重要意义。
【总页数】4页(P89-92)
【关键词】干细胞;肿瘤干细胞;肾中精气
【作者】郑展;徐振晔
【作者单位】上海中医药大学附属龙华医院肿瘤科上海中医药大学肿瘤研究所【正文语种】中文
【中图分类】R329.2
【相关文献】
1.肿瘤干细胞在肿瘤转移中作用机制的研究进展 [J], 朱艳卿;
2.结直肠癌中肿瘤干细胞和肿瘤血管新生的研究进展 [J], 姚宇宙;易文;罗云春;谭超
3.肿瘤干细胞潜在标志物 DCLK1 在消化道恶性肿瘤中的研究进展 [J], 吕福莲;高
翔
4.肿瘤干细胞在肿瘤侵袭转移中的作用机制及功能相关信号通路研究进展 [J], 陆翰杰;秦艳茹
5.肿瘤干细胞在肿瘤转移相关机制中研究进展 [J], 陈望隆;陈涛
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
以白血病干细胞为靶的治疗新策略

急性 髓 性 白血 病 ( ct m eo u e i,A L 是 一 种 aue yli l km a M ) de 起 源 于造 血 干 细胞 的血 液 系统 恶性 疾 病 , 病 率 有 逐 年 上 升 发 的趋 势 … 。尽 管 目前 的 治 疗 能 使 大部 分 患者 获 得 完全 缓 解 , 但 其 疗 效 至 今 仍 没 有 取 得 突 破 性 进 展 , 约 7 % 的 患 者 仍 大 0
血 病 。
得 长 期 存 活 的 关键 因素 。 有 效 清 除 L C是 目前 治 疗 A S ML的
难点和瓶颈。
2 5 针 对 N —K 信 号 的 治 疗 核 因 子 一z ( u l r . F B B n c a e
f t — ap B N a o k p a . F—K 是 一 种 能 与 K cr B) B位 点 结 合 的 二 聚 体
联 信 号 , 坏 维持 机 体 正 常 内稳 态 的 机 制 导 致 肿 瘤 细胞 生 长 破 延迟或 死亡l j () 制 N 。 2 抑 F—K B的 激 活 : G12可 以 通 透 M 3
化 疗 药对 其 无 效 。 ( ) 达 高 水平 A C泵 分 子 , 以把 细 胞 2表 B 可 毒 药物 泵 出 细 胞 外 。 。 ( ) 在 D A 修 复 机 制 , 肿 瘤 细 。 3存 N 使 胞 避 免 D A 损 害 药 物 的 作 用 。 ( 存 在 凋 亡 机 制 的 缺 N 4) 陷 。 因此 , 转 L C耐 药 , 向 清 除 L C是 治愈 白血 病 的 逆 S 靶 J S
发 的 主要 根 源 。研 究 证 明 , A 从 ML患 者 的 骨 髓 或 者 外 周 血
分 离 出 C 3 C 3 一 胞 群 。 D 4 D8 细 由尾 静 脉 注射 亚致 死量 照射 后 的 N D S I 小 鼠 , 8周 后 从 小 鼠 骨 髓 分 离 出人 的 白 血 O / CD 4~
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 文献综述 •437的上升,达到了96.7%。
常智云[7]通过对95例需进行院前急救的患者进行了回顾性分析,认为强化急救技术的培训和心理素质的培养、制定管理预案与风险评估、强化法律意识、做好充分的物品及人员的准备是95例患者未出现1例安全事故的主要预防因素。
陶秀萍[8]对120辆急救车进行了五常法管理(“5S ”管理),即常组织、常整顿、常规范、常清洁、常自律。
经过1年的院前急救,发现急救车物品的标准化放置率从92.48%上升到98.92%;物品的取放效率从72.94%上升到95.78%。
认为五常法管理是目前提升护理人员自身素质和业务规范的重要技术。
能有效提高工作的效率,降低各类医疗实践的发生率。
2 未来护理安全管理的发展方向医患纠纷是当前我国较为突出的一个问题,无论医院的何种部门,其纠纷的发生都是难以避免的。
曾有调查指出[9],护理人员对医疗诉讼的了解率仅为39.75%。
很大程度上说明目前护理人员只关注自身的业务问题,而忽视了更为重要的法律问题。
因此,加强对各类护理人员进行医疗卫生法规的学习就显得很有必要。
另外,对院前急救的事故进行统计发现,护理人员的专业知识水平以及处理能力往往和急救中事故的发生密切相关。
曾有报道称,有近三成的医疗纠纷是护理人员对病情的误判和操作不当引发。
鉴于此,美国在2005年通过了“患者安全和医护质量行动”[10]。
所以,制定相应的、多层次的护理培训制度,就成为了护理人员专业水平及处理能力提高的重要方式。
就护理工作而言,护理人员往往处于急救现场的第一线,面临的工作强度及心理压力较大,护理人员长期处于一种高紧张的心理状态。
另外,目前我国护士从业缺口较大,很多急救队伍出诊时人员配备明显不足,特别是突发事件时,需要急救的患者较多,而护理人员无法同时对多个目标进行急救,也是造成医患纠纷的一个重要内容。
有文献报道[11],护理人员在急救过程中忽视了设备和药品的管理,在患者已经上车的情况下将药品遗落在抢救现场,最终导致了医疗纠纷的发生。
目前,我国慢性疲劳综合征的发病率为(75~267)/10万,而该比例在护理人员中的发病率为1088/10万。
国外众多医院以及开始重视“人文关怀”在护理人员中的应用,对护理人员进行定期的心理疏导、放松假期,可以明显改善负面情绪在日常急救护理过程中的出现,从而降低发生医疗差错的概率。
最重要的一点,患者是院前急救的中心。
因此,任何护理工作的开展都应当及时、清楚地和患者及家属沟通,并取得其理解和同意,形成“交流—协作—互补”型的护患关系。
综上所述,目前院前急救的护理安全管理研究在我国开展的时间较短,研究较少,但其重要性却是不言而喻的。
因此,根据所在医院的具体情况,制定合理、有效的院前急救护理安全管理办法,将是未来一段时间内各医院护理工作研究的重点。
参考文献[1] 艺仪,张美芬,李欣.现代急诊急救护理学[M].北京:人民军医出版社,2008:7.[2] 余中华.院前急救的护理安全问题与应对措施[J].临床合理用药杂志,2009,2(12):38-39.[3] 何金莲,杨志兰. 4762 例基层医院院前急救中的护理安全隐患分析及对策[J].川北医学院学报,2011,26(4):354-356.[4] 董慧珍,汪小红,陈娜.探讨护患沟通在院前急救护理工作中的应用[J].吉林医学,2011,32(22):4713.[5] 刘影,王海燕,郭培香.院前救护中的护理安全问题与对策[J].中国临床研究,2010,23(9):830-831.[6] 黄建红,陈建洪,黄世琴.2907例院前急救的护理体会[J].西南国防医药,2010,20(9):998-999.[7] 常智云.实施院前急救护理及效果观察[J].中国医学创新,2012,9(11):71-72.[8] 陶秀萍.“五常法”在院前急救物品管理的实践及效果[C].第六届全国中西医结合灾害医学学术会议论文集,2010:117-119.[9] 范沁.护理安全管理的研究进展[J].当代护士(专科版),2010,3(12):6-8.[10] Catherine AG,Sparkma.Focus on health care delivery,quality,andnursing[J].Assoc Operating Room Nurses,2005,82(4):656-660.[11] 万由勤,赵琴,罗瑶.浅谈急诊科护患纠纷产生的原因及防范措施[J].中国冶金工业医学杂志,2011,28(5):599-600.造血干细胞作为基因治疗靶细胞的研究进展张亚斌 杨俊晔(协和干细胞基因工程有限公司,天津 300384)【摘要】基因治疗是将外源正常基因或有治疗作用的基因导入患者靶细胞,以纠正或补偿因基因的缺陷和异常,以达到治疗疾病目的。
这就需要通过基因转移技术将目的基因插入患者的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能发挥效应。
造血干细胞是一种多能干细胞,不仅有重构造血免疫系统的潜能,而且有潜能被诱导分化为多种人体组织细胞,这无疑是基因治疗很好的靶细胞,受到了越来越多的关注,并取得很多进展。
【关键词】基因治疗;造血干细胞;基因转移技术中图分类号:R34 文献标识码:A 文章编号:1671-8194(2013)05-0437-021990年,美国NIH 首次运用基因治疗的方法,成功治愈了由于腺苷脱氨酶(ADA )基因缺陷而引起的重度联合免疫功能缺陷的患者,这一历史性的创举引起了人们的极大关注,使得基因治疗迅速的发展,至今已达20多年。
今天的基因治疗已从单纯的重组技术导入DNA 变为了了包括DNA 和RNA 两个水平的干预,和基因上调及下调两个方面。
造血干细胞作为一种多能干细胞,不仅能够重构造血免疫系统,而且有潜能被诱导分化为多种人体组织细胞,同时具有持续的自我更新能力,这为目的基因的持续稳定有效表达创造了条件,是基因治疗理想的靶细胞。
1 造血干细胞研究造血干细胞(HSC )是最早发现的一种干细胞,也在目前研究中最受瞩目。
它能不断更新血源细胞来维持机体整个生命周期的运转,造血干细胞来源于骨髓和脐血,它采用不对称的分裂方式:当一个细胞一分为二时,其中一个细胞继续保持原干细胞的一切生物特性,以438• 文献综述 •维持体内干细胞数量基本稳定,这是其自我更新潜能。
而另一个细胞则可在不同条件下分化为不同类型的细胞,这是其多能性。
基因治疗近年来多涉及到造血干细胞正是因为这些HSC独具的条件:①造血干细胞的自我更新,它为导入目的基因的持续表达提供了理想的基础。
②造血干细胞的多能性,HSC不仅能分化为各种血细胞而且在诱导条件下还能向非造血组织细胞分化如:肝细胞、胰腺细胞等。
与其他靶细胞相比,造血干细胞来源于骨髓或脐带血,可以方便获得,而且无伦理道德争论,其体外纯化、培养和扩增技术日趋完善,这就为造血干细胞作为基因治疗的靶细胞提供技术保证[1,2]。
为人类疾病治疗提供了全新的理想的方法。
2 基因治疗载体的选择选择合适的载体系统是基因治疗成功的关键,使用非病毒载体和各种病毒载体达到的转染效率差异很大,对目的基因的长期稳定表达有很大的影响。
非病毒载体是利用物理和化学的方法增强细胞膜通透性,是目的基因进入细胞内,而病毒载体利用的则是病毒对人体细胞天然的感染能力,二者在不同方面各有优劣:①非病毒载体。
基因治疗中载体的安全至关重要,非病毒载体将基因治疗中的基因看作药物,依从药理学的角度将目的基因导入靶细胞表达。
病毒性载体应用于临床上安全性问题,使得非病毒载体的研究受到高度重视,其导入方法主要有:a.细胞转导肽介导的基因导入系统:1988年,Green 首先发现人类免疫缺陷病毒(HIV)的TAT蛋白可以进入细胞和细胞核。
这之后不断有新的大分子蛋白被发现可以进入细胞膜,将这些蛋白特有结构域与其他大分子结合或融合表达,可以携带生物大分子进入细胞发挥作用,这些结构域称为蛋白质转导功能区。
这一发现为体内基因治疗的新载体开发提供了基础。
b.电脉冲刺激可以在体外介导目的基因进入靶细胞。
1998年,Aihara 的研究报道了电脉冲刺激促进裸DNA导入骨骼肌细胞。
近年来这一技术不断改进,已为基因治疗提供了很好的基础。
c.壳聚糖是甲壳类动物中的甲壳质脱乙酰化后所得的多糖类物质,壳聚糖/DNA可复合为纳米颗粒,有效导入细胞,其导入新基因,其最大优点为安全、无毒[3]。
②病毒载体:a.腺相关病毒载体,其具有能感染分裂及非分裂细胞能力,还有宿主范围广,定点整合和免疫原性低等优点,安全性较好。
但其转导HSC是效率很低,转移基因多呈瞬时转染。
b.逆转录病毒是正链RNA病毒,它的有编码逆转录酶和整合酶的功能,定染色体整合可以使目的基因的终身表达,因而其成为目前运用最广的载体。
c.慢病毒载体是以HIV-1为基础发展起来的逆病毒科载体体系,慢病毒具有容纳大片段外源基因,稳定整合,感染非分裂期细胞,免疫反应小等优点,但是,虽然科研人员已做了大量工作在保证HIV-1载体的安全,使其不能产生有复制能力的HIV-1病毒。
但仍人们对其安全忧虑仍然存在,因此,以非人类的慢病毒为基础构建载体如猫免疫缺陷病毒、猴免疫缺陷病毒等已经开展起来并获得了长足的发展,这为病毒载体的生物安全增加了保障[4-5]。
3 造血干细胞基因治疗的临床应用造血干细胞移植(HSCT)在临床上为众多患有血液系统恶性疾病和一些遗传性疾病的患者带来福音,目前仍然是治疗血液系统疾病和一些遗传性疾病的有效方法和重要的研究方向。
在异基因造血干细胞移植当中,HLA基因匹配程度会影响到移植效果和患者术后生存状况。
当HLA基因不匹配程度的增加,移植相关的病死率会上升。
所以异基因HSCT这种方法有着严格的供体来源限制。
而造血干细胞为靶细胞的基因治疗可以不避免移植物抗宿主等并发症。
其中以逆转录病毒为载体造血干细胞基因治疗在治疗腺苷脱氨酶严重复合型免疫缺乏症、X连锁的严重复合型免疫缺陷症、X连锁的慢性肉芽肿疾的临床实践中已获得巨大的成功。
XL-SCID是由于编码IL-2,IL-4,IL-7,IL-9和IL-15共同的受体γ链(γc)基因突变引起的,通过逆转录病毒携带γc基因进入患儿自体造血干细胞当中,再回输患儿体内,实验结果显示接受基因治疗的大部分患儿出现了基因修正后正常的T细胞和NK细胞,之后几个月的跟踪报道显示患儿体内的T细胞表型和功能都趋于正常。
类似的临床实践在其他XL-SCID患儿身上同样获得成功。
而ADA-SCID的基因治疗结果更加令人振奋,将携带有ADA基因的病毒载体转染到患者自体HSC输到患者体内,经过基因治疗后,在患者的骨髓中观察到稳定植入的转导细胞,随后发现基因纠正后的细胞逐渐分化成大量正常的细胞。