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Blood:科学发现雷帕霉素治疗血液疾病的潜在新用途

来源:生物谷 2014-06-28 19:44

2014年6月28日讯 /生物谷BIOON/--科学家们努力使基因治疗成为现实,目前已经解决了一个主要障碍:如何绕过一个造血干细胞的天然防御能力,有效地将抗病基因导入细胞的基因组中。在一项由斯克里普斯研究所(TSRI)副教授Bruce Torbett领导的新研究中,药物雷帕霉素(这是常用来减缓肿瘤生长,防止器官排斥)能输送治疗剂量的基因进入血干细胞,同时保持干细胞的功能。

这些发现发表在Blood杂志上,DNA中的突变导致异常细胞功能可能会引起血细胞疾病如白血病和镰状细胞贫血症。病毒通过将自己的遗传物质进入人体细胞感染人体,在基因治疗中,然而,科学家们已经开发出新的病毒载体能携带治疗基因进入细胞,而不会造成病毒病。Torbett和其他科学家已经证明,艾滋病病毒载体可以递送基因到造血干细胞。

对于疾病如白血病,DNA突变造成异常细胞的功能,有效地针对产生这些血细胞的干细胞可能是一个成功治疗的方法来阻止该疾病,并促使人体产生健康的血细胞。如果当你五岁时对你的血液干细胞进行遗传修饰,这些变化是终身的,Torbett说:此外,该基因修饰的干细胞可以发育成多种类型的细胞,贯穿整个身体提供治疗效果。

然而,因为细胞已经采用防御机制以克服致病病毒,因此以前设计的病毒载体不能有效地传递基因。Torbett说,当科学家从体内提取造血干细胞用于基因治疗,HIV病毒载体通常能够将基因仅递送到30%至40%的细胞中。

这种限制促使Torbett和他的团队检验雷帕霉素是否可以改善基因递送到造血干细胞。研究人员首先从脐带血样品中分离干细胞,他们暴露了造血干细胞于雷帕霉素和HIV载体下,HIV载体设计能递送一个绿色荧光蛋白基因,此荧光提供了一个可视标记,帮助研究人员追踪基因传递。研究人员发现雷帕霉素能将治疗性基因插入高达80%的细胞。研究人员希望这一方法可能有一天会在临床运用,接下来的步骤是使用雷帕霉素和干细胞在其他动物模型进行临床前研究,然后看看该方法是对人类是否是安全有效的。(生物谷Bioon.com)

Rapamycin relieves lentiviral vector transduction resistance in human and mouse hematopoietic stem cells

Cathy X. Wang,et al.

Transplantation of genetically modified hematopoietic stem cells (HSCs) is a promising therapeutic strategy for genetic diseases, HIV, and cancer. However, a barrier for clinical HSC gene therapy is the limited efficiency of gene delivery via lentiviral vectors (LV) into HSCs. We show here that rapamycin, an allosteric inhibitor of the mammalian target of rapamycin (mTOR) complexes, facilitates highly efficient lentiviral transduction of mouse and human HSCs and dramatically enhances marking frequency in long-term engrafting cells in mice. Mechanistically, rapamycin enhanced post-binding endocytic events, leading to increased levels of LV cytoplasmic entry, reverse transcription, and genomic integration. Despite increasing LV copy number, rapamycin did not significantly alter LV integration site profile or chromosomal distribution in mouse HSCs. Rapamycin also enhanced in situ transduction of mouse HSCs via direct intraosseous infusion. Collectively, rapamycin strongly augments LV transduction of HSCs in vitro and in vivo, and may prove useful for therapeutic gene delivery.

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