地中海贫血是一组遗传性血红蛋白合成障碍性疾病,由于患者染色体中珠蛋白基因的缺陷,导致构成红细胞血红蛋白的珠蛋白肽链合成障碍,红细胞渗透脆性降低造成溶血性贫血,是一种严重遗传性疾病,临床缺乏有效治疗方法。
美国加州大学医学中心的Lin Ye等发现,诱导多能干细胞技术联合基因靶向技术,有望为治疗地中海贫血和其他遗传性疾病如镰状细胞性贫血提供新方法。
在这项研究中,研究者以组织活检方式获得β0纯合子β地中海贫血(地中海贫血的一种)患者的皮肤成纤维细胞并进行体外培养,通过逆转录病毒载体转入4种基因(Oct4、Sox2 、Klf4和cMyc)或者3种基因(Oct4、Sox2 、Klf4),获得诱导多能干细胞。
对获得的诱导多能干细胞系抽样进行染色体DNA序列分析显示,5个独立的多能干细胞系均表达纯合密码子缺失,与地中海贫血患者皮肤成纤维细胞的DNA序列一致,证明该诱导多能干细胞来源于患者皮肤成纤维细胞。
诱导的多能干细胞均表达多分化潜能标记物(Nanog、SSEA3、SSEA4、Tra-1–60、Tra-1–81),在活体内具有多分化潜能;诱导多能干细胞经过体外培养能够分化出造血细胞,并合成胎儿血红蛋白。
Lin Ye等认为该研究结果增加了使用诱导多能干细胞治疗地中海贫血患者的可能:通过基因组重编程,从地中海贫血患者体细胞获得诱导多能干细胞后,如果在体外通过基因靶向技术修正诱导多能干细胞中珠蛋白基因的异常变异,那么基因修饰后的多能干细胞就能够分化出正常的造血细胞,返回患者体内用于治疗患者。由于所有细胞来自患者自身,避免了免疫排斥反应的发生。同样治疗模式也可用于镰状细胞性贫血等遗传性疾病。(编译:张莉)
参考文献:《Proceedings of the National Academy of Sciences》2009;106:9826-9830