近日，中國科學院生物物理研究所劉光慧研究組、北京大學湯富酬研究組和中國科學院動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，通過靶向編輯胚胎干細胞中的長壽基因FOXO3，產生了世界上首例遺傳增強的人類血管細胞。
血管再生對組織器官的損傷修復具有重要意義。常規(guī)體外分化、培養(yǎng)的血管細胞對血管再生及修復作用有限，無法有效恢復缺血區(qū)域組織器官血供，一直是再生醫(yī)學領域的研究的重點及難點。因此，通過技術手段，提高體外培養(yǎng)的血管細胞存活能力及促進血管再生能力，可有效改善缺血后組織修復。
該研究中，科研人員使用第三代腺病毒載體HDAdV介導的基因編輯技術巧妙地置換了人類胚胎干細胞中FOXO3基因的第3號外顯子中的兩個單核苷酸，從而實現了抑制細胞中FOXO3蛋白的磷酸化和降解，促進FOXO3在細胞核內的聚集進而激活下游靶基因的表達。而FOXO3作為眾所周知的長壽基因，其穩(wěn)定持續(xù)地表達與延緩細胞衰老、抵御外界應激和增強心血管穩(wěn)態(tài)關系密切。從機制上分析，內源激活的FOXO3通過拮抗CSRP1基因表達，從而抵抗血管細胞的衰老。此外，將遺傳增強的人類血管細胞靶向移植到動物模型的缺血部位，可高效促進受損血管的再生，迅速恢復缺血部位的血流，其效果明顯優(yōu)于野生型細胞的血管修復能力。同時，為驗證細胞的安全性，研究人員將多種致癌基因導入野生型和遺傳增強的干細胞中，發(fā)現遺傳增強干細胞還可以有效地抵抗癌基因誘導的細胞惡性轉化。該研究使規(guī)模化和標準化制備優(yōu)質安全的人類細胞治療材料成為可能，為未來的再生醫(yī)學提供了一個極具潛力的選項，對發(fā)展更加安全有效的臨床細胞治療策略具有深遠意義。
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