细胞因子对小鼠造血干细胞基因转移效率影响的实验研究

细胞因子对小鼠造血干细胞基因转移效率影响的实验研究王存邦达万明钱其军冀孟菊魏亚明我们观察了造血干细胞因子（ＳＣＦ）、白细胞介素（ＩＬ）３、ＩＬ６不同组合方式对小鼠造血干细胞基因转移效率的影响，以期发现能有效地提高基因转移效率的细胞因子或其组合。材...     

提高逆转录病毒介导造血干细胞基因转染效率的研究策略

造血干细胞因其具有自我更新和多向分化能力而成为基因治疗的理想靶细胞,但由于逆转录病毒介导的造血干细胞基因转染效率低,外源基因表达时间短等,大大影响了造血干细胞基因治疗的临床应用。为克服上述难点,目前的研究策略主要集中在构建新型理想的逆转录病毒载体及从不同的方面优化转染体系,从而提高基因转染效率。     

逆转录病毒载体介导Neo~R基因转入正常人造血祖细胞

本文应用逆转录病毒载体介导基因转移法将含有新霉素抗性(neo~R)基因的双拷贝逆转录病毒载体pN2A转入正常人造血祖细胞。应用Ficoll分层液(比重1.064)富集人造血干、祖细胞,预培养后与已经照射的生产重组病毒包装细胞株共同培养24小时,经含G418(1000μg/ml)体外半固体培养,可见具有抗性的CFU-GM集落生长。应用PCR方法检测转染细胞中neo~R基因的转移和表达,在生产逆转录病毒的辅助细胞株PA317/N2及体外液体培养的骨髓细胞中均可扩增出neo~R基因的DNA片段,进一步证实了neo~R基因在正常人造血干、祖细胞的有效转移和表达。     

用于造血干细胞基因治疗的逆转录病毒载体

造血干细胞是理想的血液疾患基因治疗靶细胞,具有整合功能的逆转录病毒是应用最广泛的基因转载体。从莫洛尼小鼠白病毒衍生的逆转录病毒载体（ＭＬＶ）对人造血干细胞转染效率低、不能长期稳定表达,已成为开展造血干细胞基因治疗的障碍。本文就提高基因转移效率、改进ＭＬＶ载体特性和研究新的逆转录病毒载体等几方面的进展作一综述。     

新型逆转录病毒载体介导的人多药耐药基因转移小鼠造血干／祖细胞

为探讨逆转录病毒介导的外源基因转导对骨髓造血重建的影响,我们以人多药耐药基因(mdr-1)为报告基因,采用包含Friend脾灶形成病毒(spleen focus-forming vims)和鼠胚胎干细胞病毒序列的新型逆转录病毒载体SF-MDR,以病毒包装细胞与小鼠造血细胞体外共培养法进行基因转染,并对基因转导后造血细胞的体外耐药能力及体内造血重建能力进行了观测。结果表明,该载体可有效地介导mdr-1基因转导,明显提高小鼠骨髓造血细胞对秋水仙素及紫杉醇的耐受能力,对细胞体内造血重建能力没有影响,体内移植8个月后经紫杉醇体内筛选,7/7的小鼠可于外周血细胞基因组DNA中检出外源mdr-1基因的存在。     

用于造血干细胞基因治疗的逆转录病毒载体

造血干细胞是理想的血液疾患基因治疗靶细胞,具有整合功能的逆转录病毒是应用最广泛的基因转移载体。从莫洛尼小鼠白血病病毒衍生的逆转录病毒载体(MLV)对人造血干细胞转染效率低、不能长期稳定表达,已成为开展造血干细胞基因治疗的障碍。本文就提高基因转移效率、改进MLV载体特性和研究新的逆转录病毒载体等几方面的进展作一综述。     

造血干细胞基因转移研究进展

造血干细胞具有的自我更新能力和移植后重建造血的特性使其成为外源基因导入的良好靶细胞。骨髓细胞培养、干细胞的纯化及体外转化中应用造血因子可明显提高干细胞目的基因的转移效率，造血干细胞的基因转移已成为基因治疗的重要方法。     

原代骨髓基质细胞层对逆转录病毒载体介导的造血干/祖细胞基因转导的支持效应

为探讨建立原代骨髓基质细胞层的方法并观察基质接触对造血干／祖细胞(HSC／HPC)基因转移的影响，采用Ficoll—Hypaque分离成人骨髓单个核细胞(MNC)，用基质细胞培养液培养，传代4次以建立原代骨髓基质细胞层。将经细胞因子预刺激的造血干／祖细胞接种到经辐照处理的基质细胞层上，进行逆转录病毒介导的多药耐药基因(mdr1)转导，以半固体集落培养和聚合酶锭反应法(PCR)检测长春新碱(VCR)抗性集落数和mdr1基因扩增片段以测定转导效率。结果表明：原代骨髓基质细胞培养传代4—6周形成混合贴壁细胞层，主要由成纤维细胞组成。集落法和PCR法检测显示基质接触能提高骨髓造血干／祖细胞基因转导效率2.1—3.3倍，对逆转录病毒介导的造血干／祖细胞基因转导具有明显的支持效应。结论：基质细胞接触联合细胞因子作用可提高逆转录病毒介导的造血干／祖细胞基因转导效率。     

逆转录病毒载体介导的IL—2基因导入对MCF—7细胞增殖的影响

应用逆转录病毒载体介导人ＩＬ－２基因导入人乳腺癌细胞系ＭＣＦ－７并获得表达，同时观察了基因工程化的ＭＣＦ－７细胞的增殖活性。ＭＴＴ比色分析结果显示，ＭＣＦ－７／５细胞增殖速度延缓，平均为ＭＣＦ－７细胞的６８．６％，细胞倍增时间由１１０ｈ延至１６８ｈ，表明ＭＣＦ－７细胞导入ＩＬ－２基因后其增殖活性发生了显著变化。     

逆病毒介导EGFP基因转染人骨髓间充质干细胞的实验研究

目的探讨逆转录病毒介导增强型绿色荧光蛋白（EGFP）转染人骨髓间充质干细胞（hBM-MSC）的可行性。方法携带EGFP的重组逆转录病毒载体（EGFP-RV）转染体外培养扩增的hBM-MSC,嘌呤霉素筛选,获得表达EGFP的hBM-MSC／EGFP,以未转染的hBM-MSC为对照组,观察两组细胞的形态、生长特性、表面分子表达及向脂肪细胞、成骨细胞分化的潜能。结果EGFP-RV转染hBM-MSC后,获得稳定表达EGFP的hBM-MSC／EGFP;hBM．MSC／EGFP的细胞形态、生长特性、表面分子表达及向脂肪细胞、成骨细胞分化的潜能与未转染的hBM-MSC无差别。结论逆转录病毒介导的EGFP可作为人骨髓间充质干细胞的良好示踪剂。     

Genotoxicity of retroviral hematopoietic stem cell gene therapy

Introduction: Retroviral vectors have been developed for hematopoietic stem cell (HSC) gene therapy and have successfully cured X-linked severe combined immunodeficiency (SCID-X1), adenosine deaminase deficiency (ADA-SCID), adrenoleukodystrophy, and Wiskott-Aldrich syndrome. However, in HSC gene therapy clinical trials, genotoxicity mediated by integrated vector proviruses has led to clonal expansion, and in some cases frank leukemia. Numerous studies have been performed to understand the molecular basis of vector-mediated genotoxicity with the aim of developing safer vectors and safer gene therapy protocols. These genotoxicity studies are critical to advancing HSC gene therapy.

Areas covered: This review provides an introduction to the mechanisms of retroviral vector genotoxicity. It also covers advances over the last 20 years in designing safer gene therapy vectors, and in integration site analysis in clinical trials and large animal models. Mechanisms of retroviral-mediated genotoxicity, and the risk factors that contribute to clonal expansion and leukemia in HSC gene therapy are introduced.

Expert opinion: Continued research on virus–host interactions and next-generation vectors should further improve the safety of future HSC gene therapy vectors and protocols.     

Foamy virus vectors for gene transfer

Foamy virus (FV) vectors are efficient gene delivery vehicles that have shown great promise for gene therapy in preclinical animal models. FVs or spumaretroviruses are not endemic in humans, but are prevalent in nonhuman primates and in other mammals. They have evolved means for efficient horizontal transmission in their host species without pathology. FV vectors have several unique properties that make them well suited for therapeutic gene transfer including a desirable safety profile, a broad tropism, a large transgene capacity, and the ability to persist in quiescent cells. They mediate efficient and stable gene transfer to hematopoietic stem cells (HSCs) in mouse models, and in the canine large animal model. Analysis of FV vector integration sites in vitro and in hematopoietic repopulating cells shows they have a unique integration profile, and suggests they may be safer than gammaretroviruses or lentiviral vectors. Here, properties of FVs relevant to the safety and efficacy of FV vectors are discussed. The development of FV vector systems is described, and studies evaluating their potential in vitro, and in small and large animal models, is reviewed.     

脂质体介导骨髓细胞双标志基因转移与体外扩增研究

目的：探讨脂质体介导骨髓细胞基因转移的效率及其表达的稳定性，为基因治疗与基因标志研究提供实验依据。方法：利用脂质体介导，将ＮｅｏＲ和ＬａｃＺ两个标志基因共转导骨髓细胞，通过Ｇ４１８筛选、富集转导阳性细胞，然后扩增这些细胞，观察基因转移率及扩增对转导细胞基因表达稳定性的影响。结果：脂质体介导的骨髓细胞基因转移率为１３．３３％±２．６８％，经Ｇ４１８筛选、富集后，转导阳性细胞可达到４６．０６％±３．４７％。经体外扩增处理，扩增前后无显著性差异。结论：利用脂质体介导的基因转移方法介导骨髓细胞基因转移可获得高效、稳定的表达。     

重组人造血干细胞因子基因在人造血干／祖细胞的转移和表达

目的：拓展造血干细胞因子（ＳＣＦ）的研究和基因治疗途径。方法：利用基因重组技术，构建了编码可溶性人ＳＣＦ基因的逆转录病毒载体ｐＬＸＳＮ－ＳＣＦ，应用脂质体ｌｉｐｏｆｅｃｔｉｎ基因转移法将重组质粒导入Ψ２和ＰＡ３１７病毒包装细胞，经Ｇ４１８选择性培养基筛选，获得产重组病毒的包装细胞ＰＡ３１７／ＳＣＦ，其病毒效价为（２．４～８．５）×１０５ＣＦＵ／ｍｌ，继而感染人造血干／祖细胞。应用多聚酶链反应、ＡＰＡＡＰ免疫组化染色和化学发光－直接酶标法检测人ＳＣＦ基因在细胞中转移和表达。结果：逆转录病毒载体介导的ｒｈＳＣＦ基因在人造血干／祖细胞中获得有效转移和表达。结论：为进一步研究ＳＣＦ的生物学特性及开展干细胞移植等提供了一定的途径。     

按造血发育程序诱导小鼠胚胎干细胞为造血干细胞重建体内造血的实验研究

为研究小鼠胚胎干细胞(ESC)定向诱导分化为造血干细胞(HSC)在体内重建造血的功能,将小鼠E14ESC诱导为拟胚体(EB),EB细胞利用Transwell非接触共培养体系在人主动脉-性腺-中肾(AGM)区、胎肝(FL)及骨髓(BM)基质细胞饲养层上依次诱导,收获各阶段EB细胞,以流式细胞仪检测Sca-1+c-Kit+细胞含量,并接种于NOD-SCID小鼠以检测体内致瘤性。再将不同诱导阶段的EB来源细胞移植到经致死量60Coγ射线照射的BALB/c雌鼠,将受鼠随机分为5组:①AGM组,②AGM+FL组,③AGM+FL+BM组,④照射对照组,⑤正常对照组。观察各组生存率、造血重建和植入状况。结果显示:EB细胞经人AGM区和FL基质细胞共培养后Sca-1+c-Kit+细胞达到峰值(21.96±2.54)%;NOD-SCID小鼠在接种经人AGM区基质细胞诱导的EB细胞后可出现畸胎瘤,而接种经人AGM区+FL基质细胞诱导EB细胞后未见肿瘤形成;AGM组及照射对照组动物全部死亡,而AGM+FL组及AGM+FL+BM组生存率分别为77.8%、66.7%,移植后21天外周血象基本恢复,在存活受鼠检测到供体来源Sry基因。结论:按胚胎造血发育程序,体外经人AGM区、FL及BM基质细胞连续诱导小鼠ESC分化的HSC可安全、有效地重建体内造血。     

DAPT对小鼠造血干细胞生物活性的影响

本研究探讨DAPT(N-[N-(3,5-difluorophenacetyl-L:-alanyl)]-S-phenylglycinet-butyl ester)对小鼠骨髓造血干细胞(HSC)细胞周期、凋亡、分化及扩增的影响及其可能的相关机制。运用实时定量PCR检测DAPT1μmol/L作用前后细胞周期相关基因p18、p21、p27、CDK1、CDK2、CDK4、CDK6 mRNA表达水平及凋亡相关基因Bcl-2、Bcl-xl、mcl-1、Bax、Bim、p53、Puma mRNA表达量的水平;用流式细胞术检测DAPT作用前后小鼠骨髓细胞Lin-c-kit+Sca-1+及CD34-Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞的细胞周期及凋亡的变化;用单细胞培养检测DAPT作用前后单个HSC分化的变化;用长周期培养实验检测DAPT作用前后HSC扩增能力的变化。结果显示,Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞经DAPT处理5 d后,小鼠骨髓细胞中细胞周期相关基因CDK1、CDK2、CDK4、CDK6及p27的mRNA表达量较对照组明显升高(P<0.01-P<0.001),p18和p21表达量明显降低(P<0.01-P<0.001);凋亡相关基因Bcl-2、Bcl-xl、Bax、p53、Puma表达量较对照组明显升高(P<0.01-P<0.001),Bim表达量明显降低(P<0.001),Mcl-1的表达量无差异。加DAPT处理5 d后,小鼠骨髓细胞Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞的细胞周期的变化无统计学意义(P>0.05),小鼠骨髓细胞CD34-Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞的G0期的细胞减少,G1期的细胞明显增多(P<0.05),处于S、G2、M期的细胞数量的变化无统计学意义(P>0.05);小鼠骨髓细胞Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞和CD34-Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞的细胞凋亡增多(P<0.05)。单细胞培养10 d实验显示,每板形成的克隆数、每孔平均细胞数的变化及DAPT对单个造血干细胞分化影响的差异均无统计学意义(P>0.05)。DAPT处理3 d后,小鼠骨髓细胞中HSC的扩增能力下降。结论:DAPT可加速小鼠骨髓细胞CD34-Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞的耗竭,促进小鼠骨髓细胞Lin-c-kit+Sca-1+及CD34-Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞的凋亡,降低小鼠骨髓细胞中HSC的扩增能力,但对单个CD34-Lin-c-kit+Sca-1+表型细胞的增殖及分化无明显影响。     

inv(9)血液病患者造血干细胞移植后骨髓造血恢复特征研究

目的探讨9号染色体倒位[inv(9)]患者在接受造血干细胞移植后中性粒细胞计数(ANC)和血小板计数(PLT)等骨髓造血恢复特征。方法选取2010年1月至2015年10月本院确诊的39 589例血液病患者作为研究对象,采用R显带技术、聚合酶链反应(PCR)技术和流式细胞仪检测技术进行染色体核型检查、融合基因检测和骨髓造血恢复相关指标检测。结果 inv(9)血液病患者检出PML-RARα、BCR-ABL1、AML-ETO、EVI1、CBFβ-MYH11、MLL-AF6、AML-AF4、SET-NUM214、SILTALI、IgH重排、TCR重排和BCL1-IgH等多种融合基因。inv(9)患者在接受造血干细胞移植后恢复情况:ANC在移植后12d恢复至大于0.5×10~9/L水平,PLT在移植后16d恢复至大于20×10~9/L水平。非inv(9)患者在接受造血干细胞移植后恢复情况:ANC在移植后12d恢复至大于0.5×10~9/L水平,PLT在移植后13d恢复至大于20×10~9/L水平。结论 inv(9)血液病患者和非inv(9)血液病患者造血干细胞移植后ANC恢复至大于0.5×10~9/L水平所需的时间几乎相等,而inv(9)血液病患者PLT恢复所需的时间比非inv(9)血液病患者所需时间稍长。     

单倍体相合造血干细胞联合脐带血间充质干细胞移植治疗急性重型再生障碍性贫血的疗效观察

本研究探讨单倍体相合造血干细胞移植联合脐带血间充质干细胞治疗重型再生障碍性贫血(SAA)的方法和疗效。对5例SAA的患者进行了单倍体相合造血干细胞移植。移植物选择单倍体相合供者骨髓或外周造血干细胞加脐带血间充质干细胞。观察移植后临床造血重建时间及近期并发症。结果显示,所有SAA患者移植后均获得造血重建,白细胞计数大于2×109/L的平均时间是13.8天,血小板计数大于20×109/L的平均时间是17.8天,第30天行患者外周血STR-PCR检测显示为完全供者的基因型。除1例发生癫痫失去联系外,其余4例均无病存活至今,仍在继续随访中。总之,单倍体相合造血干细胞联合脐带血间充质干细胞移植是治疗急性SAA有效可行的方法,但还须大样本的研究。     

胎儿和成人骨髓间充质千细胞体外造血支持能力的比较

胎儿出生以后,造血干细胞(HSC)才从胎儿的肝脏和脾脏转移到骨髓,这一过程可能由不同的造血微环境中的信号分子所介导.间充质干细胞(MSC)是骨髓微环境中间质细胞如成骨细胞、内皮细胞的前体祖细胞.研究者推测,胎儿出生前的骨髓可能并不特别适合HSC生长.然而,该假说尚缺乏直接的证据支持.本研究通过对胎儿和成人骨髓MSC的造血支持能力进行比较,拟为此提供证据.成人骨髓MSC来源于3位健康供者,胎儿骨髓MSC来源于孕19-20周流产的胎儿.MSC辐照后与CD34+一起进行长期培养启动细胞分析,计数克隆形成细胞的数童,流式分析培养后CD34+的表型变化.RT-PCR分析两种MSC中细胞因子的表达.结果显示,成人骨髓MSC比胎儿骨髓MSC具有更强的造血支持能力,两者都促进CD34+向髓系细胞分化,两者之间细胞因子的表达存在差异.结论:与胎儿骨髓MSC相比,成人骨髓MSC在某些治疗,尤其是促进造血恢复方面具有更广泛的应用前景.