幹細胞宮內移植治療β地中海貧血小鼠模型

《幹細胞宮內移植治療β地中海貧血小鼠模型》是依託上海交通大學，由顏景斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：幹細胞宮內移植治療β地中海貧血小鼠模型
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：顏景斌
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

β地中海貧血（簡稱β地貧）是一種嚴重危害人體健康的遺傳性血液病，目前尚無有效的根治方法。因此，探索新的治療途徑具有重要意義。β654地貧（簡稱β654）是中國人特有和最常見的β地貧類型之一，是由於在β珠蛋白基因第二內含子的654位核苷酸發生點突變所致。本課題擬將β654地貧模型小鼠作為研究材料，利用胎鼠免疫系統尚未成熟的有利條件，通過造血幹細胞宮內移植途徑，移植來源於GFP轉基因小鼠或人臍血的造血幹細胞，獲得β654小鼠同種異體或異種異體嵌合體模型。綜合套用分子生物學、細胞生物學、病理學、免疫學等技術，研究和分析模型小鼠各器官中外源細胞嵌合及髓外造血改善情況；動態檢測嵌合體中血液學參數的變化，分析外源幹細胞對β654地貧小鼠的治療效果。同時在活體水平深入研究供體幹細胞在小鼠體內的歸巢、分化等生物學特徵及相關機理，為探討宮內幹細胞移植治療β地貧和其它遺傳病提供新的科學思路和套用基礎。

結題摘要

β654地中海貧血（簡稱β654）是中國人中最常見的β地貧突變類型，由β珠蛋白第2內含子的第654位C→T突變所致，目前尚無有效的根治方法，因此探索新的治療途徑具有重要意義。 宮內造血幹細胞移植，即在妊娠早中期胎兒免疫系統未成熟時，將外源造血幹細胞輸入到胎兒體內，使其在受體中歸巢並增殖分化，進而起到治療的作用。 本研究通過對宮內移植方法的改進，首次將移植的時間提前到了孕12.5天，並取得了較高的嵌合率（73％）。 然後，我們將分離的轉螢光素酶和GFP基因的小鼠骨髓Sca-1＋造血幹細胞植入β654地貧胎鼠腹腔內，建立了同種異體嵌合體小鼠模型。結果發現出生的嵌合體中β654地貧小鼠的比率顯著高於對照組（46% vs 25%），外源細胞可在嵌合體小鼠外周血、骨髓及其它組織中長期存在並遷移。 對嵌合體小鼠血液學指標的長期監測發現，與對照組相比，移植組的血紅蛋白（7.9±0.4 vs. 10.5±0.4 g/dL）和紅細胞水平（5.9±0.4 vs. 7.5±0.3 1012/L）均有顯著升高，異形紅細胞和靶型細胞的比例顯著下降（40.1±4.1 vs. 24.5±3.9％），網織紅細胞數目減少（281.2±8.3 vs. 180.3±6.9‰）。與此同時，嵌合體小鼠脾臟體積減小、重量減輕，紅髓範圍減少，髓外造血減輕；肝臟中鐵離子沉積減少；骨髓中有核細胞比例也顯著降低。上述症狀的改善可以持續近1年的時間。 而後，我們以人臍血幹細胞為供體，建立了異種異體嵌合體模型。分子和細胞生物學實驗結果均證實其外周血和骨髓中均存在一定數量的人源細胞，並能表達正常剪接的人β珠蛋白。進一步分析發現宮內移植的人造血幹細胞能在嵌合體小鼠的骨髓中歸巢，並向紅系分化，從而改善β654地貧小鼠的貧血症狀。 通過對嵌合體小鼠出生後的繼續治療我們發現，小鼠腹腔注射造血幹細胞後2天，其紅細胞（8×1012/L上升到9.5×1012/L）和血紅蛋白水平（約10g/dL提高到約12g/dL）即穩定上升，治療效果可維持1-2個月。治療過程中受體未產生明顯的免疫排斥反應。 本項目通過宮內移植造血幹細胞的方式建立了穩定的同種異體/異種異體β654地貧嵌合體小鼠模型，植入的外源幹細胞能夠長期糾正小鼠的貧血症狀。這一研究為了解幹細胞移植後的體內行為，探討宮內幹細胞治療的有效性提供了大量科學的資料。