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中國科學報：基因編輯“催生”優(yōu)質(zhì)人類血管細胞
關(guān)鍵字:中國科學報1月18日消息，中科院生物物理研究所劉光慧團隊通過靶向編輯單個長壽基因FOXO3，得到了能抵抗細胞衰老和癌變的人類血管細胞，有望被用于血管退行性疾病的治療。該研究成果1月18日在線發(fā)表于《細胞—干細胞》。
胚胎干細胞起源于胚胎時期。它不僅可以長期自我復制，還具有分化形成人體內(nèi)各種組織細胞的潛力。
通過控制人胚胎干細胞的分化，可修復或替換那些受損和“即將退休”的組織細胞，用于治療心肌梗死、糖尿病、骨髓細胞疾病、老年性退化癥等多種疾病。
但是，干細胞治療技術(shù)在有效性和安全性方面也存在局限。如果貿(mào)然注入體內(nèi)，很容易遭受來自疾病和衰老等微環(huán)境的攻擊。這些“人生地不熟”的干細胞很快就會消失在體內(nèi)。即便有頑強存活下來的，也可能因為基因組不穩(wěn)定而突變成腫瘤細胞，在細胞治療中形成安全隱患。
為幫助干細胞更好地發(fā)揮作用，劉光慧團隊利用基因編輯的方法同時解決了這兩大難題。
研究人員先用第三代腺病毒載體HDAdV介導的基因編輯技術(shù)置換了人類干細胞中FOXO3基因第3號外顯子中兩個單核苷酸，實現(xiàn)了抑制細胞中FOXO3蛋白的磷酸化和降解，促進了FOXO3在細胞核內(nèi)的聚集，該基因的轉(zhuǎn)錄活性得到提高。又將其分化成血管內(nèi)皮細胞（血管內(nèi)膜）、血管平滑肌細胞（血管中膜）和間質(zhì)細胞（血管外膜）。
血管像是身體中縱橫交錯的道路，營養(yǎng)物質(zhì)的運輸離不開這些道路。如果道路老化，總是擁堵，血液不能及時輸送到各個器官，器官很快就會“罷工”。
這些遺傳增強的人類血管細胞就像是增強了裝備的士兵，既提高了戰(zhàn)斗力，又可以適應“戰(zhàn)場”中惡劣的環(huán)境，隨時準備支援體內(nèi)老化損傷的細胞。
用于實驗研究的小鼠腿部大動脈血管處被人為結(jié)扎后，向腿部輸送血液的道路就被封住了。把遺傳增強的血管細胞注射到腿部，相當于引入了一股有著強戰(zhàn)斗力的外援。和對照組中那些未經(jīng)過遺傳增強的野生細胞相比，這股外援有著更強的自我更新、抵抗氧化損傷及延緩細胞衰老等能力，可高效促進受損血管再生，迅速恢復缺血部位血流。
在機制方面，內(nèi)源激活的FOXO3通過拮抗CSRP1基因表達介導對血管細胞衰老的抵抗作用。
研究人員還將多種致癌基因?qū)肓诉z傳增強的血管細胞中，發(fā)現(xiàn)它也可以有效抵抗癌基因誘導的細胞惡性轉(zhuǎn)化，這大大降低了利用這些細胞進行治療的安全隱患。
“我們的研究從概念上證明了利用基因編輯策略獲得優(yōu)質(zhì)安全的人類血管細胞的可行性。未來，這種策略可能會被應用于治療動脈粥樣硬化、心肌梗死、缺血性中風、糖尿病足、視網(wǎng)膜血管病變，以及其他血管損傷性疾病。”劉光慧說。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.12.002
（原載于《中國科學報》 2019-01-18 第1版 要聞)
標簽 基因- 原標題：【中國科學報】基因編輯“催生”優(yōu)質(zhì)人類血管細胞
- 責任編輯:呂棟
- 最后更新: 2019-01-19 07:57:14
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