β-地中海貧血癥病人特異iPS細(xì)胞系的建立、修復(fù)及其造血分化研究.pdf

1、干細(xì)胞是具有自我更新能力和多向分化潛能的一種細(xì)胞群體。干細(xì)胞可通過細(xì)胞分裂維持自身群體的大小,又可在所處的周圍微環(huán)境的影響下,分化形成多種不同的組織細(xì)胞,從而構(gòu)成機(jī)體的組織器官。
　　 胚胎干細(xì)胞是來源于囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞最受關(guān)注的應(yīng)用前景在于為細(xì)胞替代治療,組織器官移植和藥物篩選提供細(xì)胞來源。其自我更新能力可保證移植物的充足性,而其多向分化潛能可為組織或器官移植治療提供多種功能細(xì)胞。但是胚胎干細(xì)胞來源極其有限,并

2、由于其個體特異性易帶來移植后的免疫排斥反應(yīng),因而在極大程度上限制了胚胎干細(xì)胞在組織替代和器官移植中的應(yīng)用。為了克服這些障礙,人們努力通過各種重編程的手段希望使分化的成體細(xì)胞重新回到多能干細(xì)胞的狀態(tài),目前,重編程主要有三種方法:核移植,細(xì)胞融合及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)。
　　 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)是指在分化的體細(xì)胞中過表達(dá)特定的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,從而使體細(xì)胞重編程,產(chǎn)生多能干細(xì)胞的技術(shù)。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)產(chǎn)生的多能干細(xì)胞被稱為誘導(dǎo)型多能干細(xì)

3、胞。而病人特異的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞的產(chǎn)生為遺傳性和退行性疾病的治療提供了穩(wěn)定的細(xì)胞來源,而誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)與傳統(tǒng)的基因打靶技術(shù)的結(jié)合為這些疾病的治療提供了新的方向。
　　 β-地中海貧血是β-珠蛋白鏈合成減少或缺乏導(dǎo)致血紅蛋白四聚體α-鏈/非α-鏈之間失去平衡所引起的一種溶血性遺傳病。在臨床上,β-地中海貧血癥可以分成重型、輕型、中間型和HPFH四種類型。重型β-地中海貧血癥又稱為Cooley氏貧血,通常由β-珠蛋白基因發(fā)生點(diǎn)突

4、變或小片段缺失造成。β-地中海貧血癥是國內(nèi)長江以南各省發(fā)病率最高危害最大的遺傳病之一。
　　 本課題致力于建立以干細(xì)胞和重編程技術(shù)為主導(dǎo)的遺傳病治療模型。以β-地中海貧血癥為疾病模型,運(yùn)用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)建立了β-41/42純合子貧血癥成體病人特異的多能干細(xì)胞系,并對該細(xì)胞系進(jìn)行了多能性鑒定。同時,根據(jù)該遺傳病的基因突變,通過同源重組技術(shù)定點(diǎn)修復(fù)突變位點(diǎn),得到了修復(fù)正常的多能干細(xì)胞系。最后將病人特異的干細(xì)胞系和基因修復(fù)的干細(xì)胞

5、系分別進(jìn)行體外定向造血分化,并建立了體內(nèi)移植的小鼠模型。造血結(jié)果顯示,雖然兩種干細(xì)胞系在體外造血分化中并無明顯差別,但體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中SCID小鼠移植模型則顯示出不同的表型。移植修復(fù)后iPS細(xì)胞來源的造血祖細(xì)胞的SCID小鼠在放射性照射后,其血紅蛋白及紅細(xì)胞水平能較快恢復(fù)到正常值,并產(chǎn)生出正常的人的β-珠蛋白。而病人特異iPS細(xì)胞造血祖細(xì)胞移植紐小鼠其血紅蛋白及紅細(xì)胞水恢復(fù)速度很慢,并且不能產(chǎn)生出正常的人的β-珠蛋白。
　　 以上的研