胚胎干细胞有助于在遗传性血液疾病模型中传递“好基因”

全国儿童医院的研究人员报告了一项基因治疗策略，该策略改善了遗传性血液疾病-地中海贫血小鼠模型的状况。基因修正包括使用受感染小鼠的未受精卵制造一批胚胎干细胞系。其中一些干细胞不遗传疾病基因，因此可以用于同种小鼠的移植治疗。这些发现有望为常染色体显性疾病(如某些类型的地中海贫血、结节性硬化症或亨廷顿氏病)提供新的治疗策略。

胚胎干细胞有可能产生无限量的任何细胞类型，因此被探索为许多疾病的新治疗选择。可以培养未受精卵以形成胚胎干细胞，所谓的单向胚胎干细胞。

“孤雌胚胎干细胞可以分化成多种组织类型，就像受精胚胎中的干细胞一样，”K. John McLaughlin博士说，他是全国儿童医院研究所分子与人类遗传学中心的首席研究员。之前，该小组证明了这一点血细胞来源于孤雌生殖细胞可以提供健康的，长期的小鼠血液替代。

“孤雌干细胞的优势不仅在于不需要受精，而且还在于受体的免疫系统可能不会将它们视为外来物质，从而最大限度地减少排斥问题。”此外，由于单性胚胎干细胞来源于生殖细胞，生殖细胞只包含一组遗传信息，而不是身体细胞中存在的双组遗传信息，因此它们可能不包含某些异常信息基因麦克劳克林博士说，他也是该研究的作者之一。

从父母一方遗传的一个异常基因的单一拷贝可以导致所谓的常染色体显性疾病，如结节性硬化症或亨廷顿氏病。受影响的人有一个有缺陷的和一个正常的基因副本，但异常基因会盖过正常基因，导致疾病。在正常的有性繁殖中，每一个父母通过他们的生殖细胞向后代提供一个基因拷贝。因此，常染色体显性遗传病患者的生殖细胞可以遗传一个有缺陷的拷贝，也可以遗传一个正常的拷贝。

麦克劳克林博士说:“由于供体患者有一个有缺陷的基因副本和一个正常的基因副本，而且只有一个副本用于正常生殖，我们可以选择含有两个正常副本的卵细胞来源的胚胎干细胞。”McLaughlin博士说:“这些单亲/病人来源的胚胎干细胞理论上可以用于纠正当一个基因副本不正常时发生的多种疾病。”

为了验证这一理论，McLaughlin博士和他来自宾夕法尼亚大学、北卡罗莱纳大学和明尼苏达大学的同事们研究了孤身生殖胚胎干细胞是否可以用于组织修复小鼠模型地中海贫血的媒介物。地中海贫血是一种遗传性疾病血液疾病其中身体缺乏足够的正常血红蛋白，导致红细胞过度破坏而导致贫血。他们使用了一种小鼠模型，其中一个有缺陷的基因拷贝会导致贫血。

全国儿童研究员Sigrid Eckardt博士利用该小组之前的研究开发的方法，从患有该疾病的雌性小鼠的未受精卵中提取胚胎干细胞，并鉴定出那些只包含“健康”血红蛋白基因的干细胞系。这些“基因清洁”的胚胎干细胞系被转化为移植到携带致病基因的受折磨老鼠体内的细胞。移植5周后抽取的血液样本显示，移植细胞存在于受者的血液中。他们的红细胞也被校正成与正常小鼠相似的大小，红细胞计数、红细胞压积和血红蛋白水平也恢复正常。

“总的来说，我们在这个模型中观察到地中海贫血的长期改善，”埃卡尔特博士说。“我们的研究结果表明，使用生殖细胞生成胚胎干细胞‘无病’可能是一种解决涉及基因组中大量、复杂或识别不佳的缺失或目前的基因治疗方法无法治疗的遗传病的方法。”McLaughlin博士说，这种方法与典型的基因治疗方法的不同之处在于，它不需要基因组工程，而这目前在人类胚胎和胚胎样(IPS)干细胞中很难实现。

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