研究人員用人工染色體結合幹細胞治療杜氏肌肉萎縮症小鼠
利用轉基因幹細胞生成新的肌肉纖維和完善的小鼠模型的疾病相關的肌肉功能和表型杜氏肌營養不良症(DMD )的研究人員報告。
意大利隊,由San Raffaele科學研究所的科學家在米蘭的領導,首次分離出血管相關的幹細胞被稱為營養不良型mdx小鼠缺乏鼠標dystrophin基因mesoangioblasts 。他們糾正了使用人類人工染色體(HAC),包含整個人類dystrophin基因(DYS - HAC)的細胞中的遺傳缺陷,然後移植的障礙,HAC - mesoangioblasts回攜帶的 免疫抑制的動物。
他們發現移植的細胞增殖和分化成肌細胞,並表達了人類的肌營養不良蛋白基因。因此,收件人的動物表現出兩種形態和功能的改進,持續數月。朱Gossu,MD的Francesco Saverio特德斯科,醫學博士,和他的同事報告其結果,在科學轉化醫學在一紙題為“幹細胞介導的一個人類人工染色體緩解肌肉萎縮症。 “
基因治療方法治療DMD的並不簡單,因為dystrophin基因是太大,無法進行病毒載體 。因此,基因為基礎的平台都集中在小型或microdystrophin基因,或外顯子跳躍的方法 。
聖 Rafaelle的戰略兩種技術為基礎開發的博士Gossu等人的團隊。首先,研究人員最近報導血管相關的mesoangioblast幹細胞的分離和表徵,表明細胞可以分化成骨骼肌成多個胚層細胞類型。
重要的是,當進入動脈循環交付,mesoangioblasts可以跨血管壁,並在骨骼肌再生的一部分:此前有研究表明細胞甚至可以在犬模型,有助紓緩肌肉萎縮症的跡象,他們聲稱。事實上,捐助(HLA)相匹配mesoangioblasts已擴大臨床級條件下,目前正在移植到DMD患者在I / II期試驗階段的機構。
第二個技術是基於 HACS使用,特別是研究人員的HAC包含整個人類肌營養不良蛋白基因的載體的發展。DYS - HAC構建的初步研究表明,它可以正確的誘導多能幹細胞來自 DMD患者的。
Gossu博士的研究小組現在已經結合這兩個平台開發的工程幹細胞為基礎的方法治療 DMD的。他們在自己的體內實驗的第一組中分離出MDX動物 mesoangioblasts,擴大了細胞和修改他們使用攜帶的dystrophin - HAC。HACS是除了設計,攜帶 EGFP的標籤,以方便成像和MyoD的轉導,以幫助促進其分化成骨骼肌移植後。與 MyoD的轉導也消除mesoangioblast不同的人群中,作者指出,已觀察自發 mygenic效力的變異,但不會干擾細胞的增殖或遷移。
由此而產生的設計和dystrophin基因攜帶 mesoangioblast細胞,然後到4月齡的SCID / mdx小鼠肌肉注射。成像研究表明,接受注射DYS - HTX -糾正 MDX mesoangioblasts的肌肉廣泛的嫁接,而RT - PCR技術分析顯示,治療組小鼠肌肉特異性的人類肌營養不良蛋白的表達。
移植肌肉的免疫組化和Western blot分析顯示重組的dystrophin蛋白複合物。接受mesoangioblast注射的肌肉組織學和生化分析顯示,改善營養不良表型形態的跡象,減少肌肉由單核細胞浸潤和炎症因子的表達降低。
值得注意的是,作者補充,移植肌營養不良小鼠產生 dystrophin的健康對照組小鼠的肌肉產生量的25%,而骨骼肌的橫截面面積的測量處理與未經處理的SCID / mdx小鼠和SCID相比對照組小鼠顯示,在治療的營養不良動物的部分正常化。
研究人員提出,以測試在DYS - HAC在體外和體內的抗肌萎縮蛋白基因的表達載體和高保真的長期穩定方面的障礙,HAC -糾正 MDX mesoangioblasts。魚和PCR分析證實,HAC載體整合到宿主基因組,它包含在體外和體內 8個月後的人口倍增後超過 30人dystrophin基因區域的正確系列。RT - PCR結果顯示正確的組織特定人dystrophin基因的表達。
,因為 mesoangioblasts有能力跨血管壁,動脈內交付後,研究人員再注入MyoD的表達 DYS - HAC糾正 MDX mesoangioblasts到SCID / mdx小鼠的股動脈。少數細胞在肌纖維檢測 12小時內,36小時有明確的證據表明移植的細胞均勻地分散在下游的肌肉。三個星期後肌營養不良蛋白和EGFP陽性纖維集群明顯,骨骼肌具體 dystrophin的成績單和蛋白質被發現約 18%的水平在控制動物中發現。
除了治療 SCID / MDX小鼠表現出改善骨骼肌的病理變化。“這些結果表明,糾正 MDX mesoangioblasts能力,積極參加穿越血管壁內動脈注射後肌肉再生,”作者寫道。
為了評估表型肌肉的變化是否糾正 DYS - HTX - MDX mesoangioblast治療功能變化的陪同下,測得的電機容量,肌纖維的脆弱性和具體的處理和未經處理的SCID / MDX動物力量的研究人員。令人鼓舞的是,肌注和內動脈移植小鼠表現出明顯增強肌肉力量,運動能力和自願電機容量比控制SCID / mdx小鼠,幾個月的有利影響仍然明顯。
此外,對待動物的肌肉纖維染色程度與伊文思藍染料(EBD),遠遠低於 - 專門污漬損壞比未經處理的動物纖維。“EGFP陽性纖維總是帶有 EBD染色陰性,表明DYS - HAC載體的dystrophin表達阻止這種染料膜的脆弱性和隨後的滲透性,”他們的狀態。
最後,在一個更嚴重的營養不良模型來測試療效,resaerchers移植糾正 MDX mesoangioblasts成的免疫抑制Sgca小鼠,隨著年齡的發展進行性肌營養不良和持續的肌肉壞死。這些治療的動物同樣表現出增強的電機容量和EBD的減少攝取。
總的結果“提供有效的幹細胞介導的基因在營養不良小鼠HAC替代療法的證據,他們的結論。” “MDX mesoangioblasts糾正免疫缺陷/ mdx小鼠移植肌纖維的脆弱性和提高運動耐受力降低50%以上。肌內移植導致約 10%成為肌營養不良蛋白陽性,20%的水平在野生型SCID小鼠,這可能反映供體細胞的細胞核中的抗肌萎縮蛋白的合成增加中發現 dystrophin的生產的肌纖維“。
他們指出,動脈內的管理,106個細胞注射足以構成一個同樣有效劑量。總之,數據報告表明dystrophin的生產防止肌肉萎縮症的老鼠和人類健康的動物或個人發現,30%的低是一致的。
雖然免疫抑制小鼠進行的研究報導,在臨床免疫抑制可能不是必需的,該小組指出,特別是如果一個障礙的HAC載體的新一代開發,沒有進行免疫原性,如EGFP的任何轉基因。工程mesoangioblast方法的其他優點包括其所有DMD患者,不論他們的抗肌萎縮蛋白基因突變,整個 dystrophin基因位點的存在,以便正確地調節不同的成績單和提高安全性的表達,由於 HACS episomal性質的潛在適用性,不'T整合到宿主細胞染色體。
有一些技術以及監管方面的障礙,將需要解決的方法之前,可以發展到診所,作者承認。特別是,人類 mesoangioblasts將需要一個額外的步驟,以延長其增殖能力,以確保它們生存HAC轉讓後選擇。為此,研究小組說,它正在開發一種包含DMD患者應納稅表達慢病毒載體,名垂千古的基因工程mesoangioblasts的平台。
原文出處:http://www.genengnews.com/gen-news-highlights/researchers-combine-stem-cell-with-artificial-chromosome-to-treat-duchenne-muscular-dystrophy-in/81245566/