2月22日，科技日報(bào)記者從中國科學(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)教授張夢云團(tuán)隊(duì)合作，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，長期、多譜系造血。相關(guān)成果近日刊發(fā)于國際干細(xì)胞學(xué)會會刊《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單基因遺傳病。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?！蓖踅鹩陆榻B，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)競爭的前提下，成功植入動(dòng)物體內(nèi)并穩(wěn)定維持長達(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?！蓖踅鹩卤硎?，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，為眾多患者提供“現(xiàn)貨式”治療。
