當前位置:北京雅安達生物技術有限公司>>技術文章>>干細胞基因治療結合治療脊髓性肌萎縮
因為一種遺傳缺失導致脊髓運動神經元漸進性破壞,大多數的脊髓性肌萎縮(SMA)的患兒永遠都不能夠跳繩、捉迷藏或甚至是行走(北京研威恒達生物有限公司)。通過糾正患者干細胞中的這一突變,意大利的科學家們在一種小鼠模型中成功地控制住了疾病的進展。研究結果發表在《科學轉化醫學》(Science Translational Medicine)雜志上,表明SMA患者或有一天能夠作為供體提供神經元移植物,用之來治療自身的疾病。
“這是一個美妙的研究,解析了利用誘導多能干細胞(iPSCs)來治療遺傳疾病的潛力,” Buck老齡化研究所Lisa Ellerby(未參與該研究)說。Ellerby當前正在開展研究,利用這一技術治療亨廷頓氏病(HD).
過去的2年里,干細胞治療在散發性神經系統疾病,如肌萎縮性側索硬化癥(ALS)和黃斑病變性失明等的早期臨床試驗中取得了不錯的效果。這類治療還有望用于治療脊髓損傷。就在本周,美國食品和藥物管理局(FDA)批準了生物醫藥公司NeuralStem,開始開展胚胎干細胞I期臨床試驗。這是美國第二個獲批的脊髓損傷干細胞治療試驗(北京研威恒達)。*項試驗由Geron公司開展,其于2011年驟然停止。
結合基因糾正,將擴大這一方案的應用范圍,用以治療廣泛的遺傳性疾病,Ellerby說:“隨著該領域證實可對患者的細胞進行遺傳糾正,我們朝著利用這項新技術建立疾病模型,或是為人類患者開發出新療法又邁近了一步。”
SMA是嬰兒死亡的主要遺傳原因,每6000個新生兒中就有一人因該病死亡。當個體的SMN1(survival motor neuron 1)基因發生部分缺失時,便會導致疾病發生。SMN1對于RNA代謝的多個細胞過程起調控作用。當前還沒有治愈此病的方法。
在人類的進化之路的某處,SMN1基因復制,導致了SMN2生成,可部分地補償SMA患者中的SMN1缺乏。每位SMA患者都具有一個SMN2基因。那些具有多重SMN2拷貝的患者病情沒有那么嚴重,可以生存到成年。但SMN1和SMN2并不相同:由于一個單核苷酸差異損害了SMN2的pre-mRNA剪接,其功能性蛋白質生成速率只有SMN1蛋白的十分之一。
米蘭大學神經病學家Giacomo Comi認為,如果改變SMN2的單個差異性核苷酸能夠模擬脊神經元中的SMN1,或許細胞就能夠存活。并非是在內源性SMA神經元中糾正SMN2基因,因為當疾病確診時內SMA神經元可能已經死亡或是瀕死,Comi提出用攜帶糾正SMN2拷貝的iPSC來*替代這些神經元。
“理想的SMA治療方法將是一種組合治療策略,采用分子治療來解決遺傳缺陷,利用細胞移植可以補充性地應對疾病病癥,”文章的*作者、米蘭大學Stefania Corti說。
為了實現這一目標,Comi和同事們將來自SMA患者的皮膚細胞重編程為iPSCs。研究人員隨后用序列特異性的寡核苷酸轉染iPSCs,修復單堿基突變基因。在這兩個步驟中,研究人員沒有使用病毒載體,從而避免了移植后腫瘤形成或有害免疫反應風險。zui后,研究人員將遺傳修飾的iPSC細胞分化成為運動神經元,并將它們移植到顯示SMA癥狀的小鼠中。
SMA幼鼠在出生后一天接受了“糾正”SMA患者iPSC源性神經元脊髓移植,顯示出脊髓神經元損失和肌肉萎縮顯著減輕。曠場實驗和握力測試表明它們的體力活動更多,更強健。此外,神經移植也使得它們的壽命延長了50%。
研究結果表明整合到脊髓中的移植神經元能夠減輕運動功能障礙。實際上,熒光組織學揭示,移植神經元與脊髓附近的肌肉組織形成了神經肌肉接頭(北京研威恒達生物有限公司)。移植神經元還促進了攜帶SMA突變的內源性神經元存活,表明這一治療也為周圍的組織提供了神經保護利益。當在培養物中進行培育時,相比于未糾正的神經元,糾正的iPSC源性神經元分泌了更多的生長因子,這或許可以解釋這種活力轉移。
當然,這一研究還處于非常早期的階段,還需要數年時間才能將這一成果轉化進入臨床,但“其意義無疑是重大的,不僅對于SMA疾病,且對于如ALS等相似的神經推行性疾病和其他神經肌肉疾病。這些數據表明了生成患者特異的無病細胞的可行性,”Corti說。
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