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CRISPR基因编辑干细胞以逃避免疫排斥 细胞疗法新思路

日期: 2019年12月18日


    

用于治疗心脏损伤的细胞疗法正在通过临床试验,结果有喜有悲。通常,干细胞是从患者的骨髓中提取并注入心脏的。这些移植细胞通常不会持续很长时间,也无法保证患者会从中受益。研究人员希望从供体干细胞开发出一种“通用的”或“现成的”干预措施,以便在患者需要时即可准备就绪、植入心脏组织以帮助其再生、同时能避免免疫系统的排斥。

 

宾夕法尼亚州立大学生物工程研究生Lauren Randolph和她的团队正在对胚胎干细胞以及人类诱导多能干细胞进行基因工程改造,以使其分化为“能躲避免疫排斥的”心脏细胞——即不会在被移植到一个人的受损心脏时引发受体自身的免疫系统的猛烈攻击。她希望这些细胞将替代因心脏病发作或心力衰竭而损失的细胞,并能够使心脏恢复功能。

 

在12月11日举行的美国细胞生物学学会(ASCB)和欧洲分子生物学组织(EMBO)的联席会议上,Randolph介绍了用基因编辑干细胞以使其能躲避免疫细胞检测的体外研究初步结果。

 

心脏基本上没有再生能力。心力衰竭和心血管疾病导致的主要问题之一,是心脏受损后难以自我修复。除非能够提供不会被免疫系统排斥的补充组织,否则能做的非常有限。研究人员想找到一种解决方案,能够在避免免疫排斥的前提下为心脏组织中补充心脏干细胞以进行再生治疗。Randolph的研究团队使用CRISPR-Cas9从干细胞中剔除Beta-2-Microglobulin(B2M)基因——这样做即除去了所有的第一类主要组织相容性分子——这些分子介导免疫系统是否将细胞识别为自体的一部分。敲除这个基因可以防止T细胞排斥,得到低免疫原性的干细胞。

 

为了防止细胞自然杀伤细胞(NK细胞)攻击,研究人员设计并引入了一种合成的蛋白质构建体——仅可表达HLA E或HLA G(人白细胞抗原E或G,非经典人主要组织相容性复合物(MHC) I类抗原),它不会影响T细胞,但确实对自然杀伤细胞具有抑制作用。这样,研究人员构建出既可以防止T细胞介导的排斥反应,也可以防止自然杀伤细胞介导的排斥的干细胞。

 

体外实验研究结果表明,通过去除B2M以及在体外重建HLA E表达,能够防止T细胞和自然杀伤细胞介导的异源干细胞裂解。研究人员计划随后开展小鼠模型实验。

 

不过,最近的一项研究发现,很可能是免疫反应(不是移植的干细胞本身)引起了心脏细胞疗法的反应。

 

Randolph表示,她不认为这种基因编辑会阻止免疫系统因心肌细胞损伤而募集到心脏,她希望的是保护移植细胞免受免疫系统的攻击。她希望并期待这些细胞能够移植并替代死去的或发生故障的心肌细胞,因此需要保护它们免受免疫排斥。

 

转载标题:CRISPR基因编辑干细胞以逃避免疫排斥 细胞疗法新思路

 

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