干細(xì)胞基因療法的主要障礙得以解決

轉(zhuǎn)基因造血干細(xì)胞（HSC）移植是遺傳病、HIV和癌癥的一種有前景的治療策略。然而，臨床HSC基因治療的一個(gè)障礙是，基因通過慢病毒載體（LV）傳遞到HSCs的效率有限。zui近，科學(xué)家們解決了這個(gè)主要的障礙：如何繞過造血干細(xì)胞的自然防御系統(tǒng)，有效地將抗病基因插入細(xì)胞的基因組中。

由上海雙博生物科技有限公司的一項(xiàng)研究報(bào)道稱，藥物雷帕霉素（rapamycin）——常用于減緩腫瘤生長(zhǎng)和防止器官移植排斥反應(yīng)，可使治療劑量的基因能夠傳遞到造血干細(xì)胞中，同時(shí)保護(hù)干細(xì)胞的功能。

改進(jìn)基因到造血干細(xì)胞的傳遞

病毒可通過將其自身遺傳物質(zhì)插入到人細(xì)胞，而感染人體。然而，在基因治療中，科學(xué)家們開發(fā)出一種“容易消化”的病毒，如人類免疫缺陷病毒（HIV），來產(chǎn)生所謂的“病毒載體”。病毒載體攜帶治療性基因進(jìn)入細(xì)胞，而不會(huì)引起病毒性疾病。Torbett和其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，HIV載體可以將基因傳遞到造血干細(xì)胞。

對(duì)于一種疾病（如白血病或腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良）來說，DNA突變可導(dǎo)致異常的細(xì)胞功能，有效地靶定產(chǎn)生這些血細(xì)胞的干細(xì)胞，可能是阻止疾病和促使人體產(chǎn)生健康血細(xì)胞的一種成功的方法。

然而，由于細(xì)胞已經(jīng)適應(yīng)了防御機(jī)制來克服致病病毒，所以能阻止基因工程病毒載體進(jìn)行有效的基因傳遞。Torbett稱，當(dāng)科學(xué)家們從身體提取出造血干細(xì)胞用于基因治療時(shí)，HIV病毒載體通常將基因傳遞到僅30%到40%的細(xì)胞。白血病、腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良或遺傳疾病的治療需要合理數(shù)量的干細(xì)胞來源的健康細(xì)胞，這個(gè)數(shù)量可能太低以至于不能達(dá)到這些疾病的治療目的。

這些限制促使Torbett和他的研究小組，包括本文*作者、TSRI畢業(yè)生Cathy Wang，檢測(cè)雷帕霉素是否能夠改善基因到造血干細(xì)胞的傳遞。根據(jù)其控制病毒進(jìn)入和減緩細(xì)胞生長(zhǎng)的能力，挑選雷帕霉素進(jìn)行評(píng)估。

研究人員開始先從臍帶血中分離干細(xì)胞。他們將造血干細(xì)胞暴露于雷帕霉素，HIV載體被設(shè)計(jì)用于傳遞一個(gè)綠色熒光蛋白基因，它會(huì)引起細(xì)胞發(fā)光。這種熒光提供了一種視覺標(biāo)記，可幫助研究人員跟蹤基因傳遞。

研究人員發(fā)現(xiàn)，用雷帕霉素治療的小鼠和人干細(xì)胞之間，存在很大的差異，治療性基因被插入到多達(dá)80%的細(xì)胞中。在這之前，研究人員從來沒有將這個(gè)性能與雷帕霉素起來。

幫助造血干細(xì)胞存活

研究人員還發(fā)現(xiàn)，從體內(nèi)取出干細(xì)胞用于基因治療時(shí)，雷帕霉素能抑制干細(xì)胞的迅速分化。這很重要，因?yàn)榭茖W(xué)家們需要時(shí)間來處理提取的造血干細(xì)胞，但這些細(xì)胞一旦離開人體，就開始分化成其他類型的血細(xì)胞，失去了保持干細(xì)胞并傳遞治療性基因的能力。

研究人員希望有一天這些方法在臨床上是有用的。下一步他們將在其他動(dòng)物模型中進(jìn)行雷帕霉素和干細(xì)胞的臨床試驗(yàn)，然后探討這種方法在人類中是否是安全有效的。該小組還致力于描繪雷帕霉素方法作用于造血干細(xì)胞的雙重途徑。