移植后能長(zhǎng)期造血 人造骨髓研究再獲突破
◎本報(bào)記者 葉 青 通 訊 員 胡冰鑫
2月22日，科技日?qǐng)?bào)記者從中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院獲悉，該院王金勇研究員團(tuán)隊(duì)和廣州醫(yī)科大學(xué)教授張夢(mèng)云團(tuán)隊(duì)合作，首次通過干細(xì)胞基因編輯手段操縱3個(gè)重要造血調(diào)控基因Runx1、Hoxa9和Hoxa10的組合表達(dá)，成功在老鼠實(shí)驗(yàn)中獲得具有移植能力的人造骨髓種子細(xì)胞，且移植后能夠?qū)崿F(xiàn)在野生型動(dòng)物體內(nèi)高度嵌合，長(zhǎng)期、多譜系造血。相關(guān)成果近日刊發(fā)于國(guó)際干細(xì)胞學(xué)會(huì)會(huì)刊《干細(xì)胞報(bào)告》。
骨髓移植即造血干細(xì)胞移植，主要用來治療多種惡性血液腫瘤和地中海貧血癥等血液?jiǎn)位蜻z傳病。然而，造血干細(xì)胞移植的細(xì)胞來源主要是配型成功的血緣或非血緣供者的骨髓、外周血或者臍帶血，來源限制條件多，數(shù)量有限，且成本高昂。接受異體骨髓移植的患者常常出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)，影響生存質(zhì)量。
“多能干細(xì)胞，包括天然的人胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞等，是一種可以長(zhǎng)期培養(yǎng)擴(kuò)增、能分化成所有人體細(xì)胞類型的干細(xì)胞。”王金勇介紹，結(jié)合基因編輯技術(shù)，理論上可以實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)干細(xì)胞分化獲得人造骨髓種子細(xì)胞，從而讓眾多患者擺脫尋找供者骨髓的困境。
衡量人造骨髓是否有用，首先需要在免疫系統(tǒng)完備的動(dòng)物體內(nèi)移植成功。研究團(tuán)隊(duì)通過同源重組的方法構(gòu)建了可誘導(dǎo)表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子Runx1、Hoxa9和Hoxa10組合的胚胎干細(xì)胞系，并基于“體外再生種子細(xì)胞，體內(nèi)發(fā)育成熟”的兩步法策略，將體外分化產(chǎn)生的造血種子細(xì)胞移植到經(jīng)過預(yù)處理的野生型小鼠體內(nèi)。結(jié)果顯示，移植的造血種子細(xì)胞在受體鼠的外周血、骨髓、脾臟等多個(gè)組織器官中可長(zhǎng)期輸出完整的單核髓系、B細(xì)胞譜系和T細(xì)胞譜系等細(xì)胞類型。單細(xì)胞測(cè)序聚類結(jié)果進(jìn)一步顯示，移植后受體鼠的外周血中再生的髓系細(xì)胞、B細(xì)胞和T細(xì)胞，與天然發(fā)育來源的細(xì)胞群具有相似的轉(zhuǎn)錄譜特征。
為了解析人造骨髓種子細(xì)胞長(zhǎng)期植入的細(xì)胞學(xué)機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在受體鼠的骨髓中檢測(cè)到干細(xì)胞來源的髓系祖細(xì)胞和淋系祖細(xì)胞。二次移植實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這些再生的祖細(xì)胞具有長(zhǎng)期再生多種血液譜系細(xì)胞的能力。
“這些人造骨髓種子細(xì)胞在宿主免疫系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)的前提下，成功植入動(dòng)物體內(nèi)并穩(wěn)定維持長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月以上，相當(dāng)于人類20年以上，并分化輸出各種單核、粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞。”王金勇表示，而且，多批次獨(dú)立移植實(shí)驗(yàn)沒有發(fā)現(xiàn)致瘤現(xiàn)象，初步證實(shí)了人造骨髓種子細(xì)胞的安全性。
該研究成果給人造骨髓種子細(xì)胞代替?zhèn)鹘y(tǒng)骨髓移植細(xì)胞來源帶來希望，未來有望建立人造骨髓干細(xì)胞庫(kù)，為眾多患者提供“現(xiàn)貨式”治療。
