我國(guó)科學(xué)家通過(guò)基因編輯長(zhǎng)壽蛋白FOXO3獲得優(yōu)質(zhì)人類血管細(xì)胞

    近日，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所劉光慧研究組、北京大學(xué)湯富酬研究組和中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所曲靜研究組在Cell Stem Cell雜志發(fā)表題為“FOXO3-engineered human ESC-derived vascular cells promote vascular protection and regeneration”的研究論文，通過(guò)靶向編輯胚胎干細(xì)胞中的長(zhǎng)壽基因FOXO3，產(chǎn)生了世界上首例遺傳增強(qiáng)的人類血管細(xì)胞。

    血管再生對(duì)組織器官的損傷修復(fù)具有重要意義。常規(guī)體外分化、培養(yǎng)的血管細(xì)胞對(duì)血管再生及修復(fù)作用有限，無(wú)法有效恢復(fù)缺血區(qū)域組織器官血供，一直是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)。因此，通過(guò)技術(shù)手段，提高體外培養(yǎng)的血管細(xì)胞存活能力及促進(jìn)血管再生能力，可有效改善缺血后組織修復(fù)。

    該研究中，科研人員使用第三代腺病毒載體HDAdV介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)巧妙地置換了人類胚胎干細(xì)胞中FOXO3基因的第3號(hào)外顯子中的兩個(gè)單核苷酸，從而實(shí)現(xiàn)了抑制細(xì)胞中FOXO3蛋白的磷酸化和降解，促進(jìn)FOXO3在細(xì)胞核內(nèi)的聚集進(jìn)而激活下游靶基因的表達(dá)。而FOXO3作為眾所周知的長(zhǎng)壽基因，其穩(wěn)定持續(xù)地表達(dá)與延緩細(xì)胞衰老、抵御外界應(yīng)激和增強(qiáng)心血管穩(wěn)態(tài)關(guān)系密切。從機(jī)制上分析，內(nèi)源激活的FOXO3通過(guò)拮抗CSRP1基因表達(dá)，從而抵抗血管細(xì)胞的衰老。此外，將遺傳增強(qiáng)的人類血管細(xì)胞靶向移植到動(dòng)物模型的缺血部位，可高效促進(jìn)受損血管的再生，迅速恢復(fù)缺血部位的血流，其效果明顯優(yōu)于野生型細(xì)胞的血管修復(fù)能力。同時(shí)，為驗(yàn)證細(xì)胞的安全性，研究人員將多種致癌基因?qū)胍吧秃瓦z傳增強(qiáng)的干細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)遺傳增強(qiáng)干細(xì)胞還可以有效地抵抗癌基因誘導(dǎo)的細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。該研究使規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化制備優(yōu)質(zhì)安全的人類細(xì)胞治療材料成為可能，為未來(lái)的再生醫(yī)學(xué)提供了一個(gè)極具潛力的選項(xiàng)，對(duì)發(fā)展更加安全有效的臨床細(xì)胞治療策略具有深遠(yuǎn)意義。