Molecular Therapy:个性化基因疗法治疗眼疾

【字体: 时间:2014年07月14日 来源:生物通

编辑推荐:

  最近,哥伦比亚大学的研究人员研制出一种方法,为色素性视网膜炎患者开发出个性化基因疗法。该方法首次利用诱导多能干细胞(iPS)技术,将皮肤细胞转化为视网膜细胞,然后将其作为一个患者特异性疾病模型,用于疾病的研究和临床前试验。相关研究结果发表最近的《Molecular Therapy》杂志。

  

生物通报道:最近,哥伦比亚大学医学院中心(CUMC)的研究人员研制出一种方法,为色素性视网膜炎(RP,是视力丧失的一个主要原因)患者开发出个性化基因疗法。该方法首次利用诱导多能干细胞(iPS)技术,将皮肤细胞转化为视网膜细胞,然后将其作为一个患者特异性疾病模型,用于疾病的研究和临床前试验。

利用这种方法,Stephen H. Tsang博士带领的研究小组表明,MFRP(膜卷曲相关蛋白)基因突变引起的一种RP形式,可破坏赋予视网膜细胞结构完整性的蛋白质。他们还表明,这些突变的影响可以通过基因疗法而得到逆转。该方法可能被用以研制RP其他形式以及其他遗传性疾病的个性化疗法。相关研究结果发表最近的《Molecular Therapy》杂志——美国基因与细胞治疗协会的官方杂志。

眼科学Laszlo Z. Bito Associate教授、病理学和细胞生物学副教授Tsang博士称:“利用患者特异性细胞系,来检验基因疗法精确纠正患者遗传缺陷的功效,为推进个性化医学领域的发展提供了另一种工具。”

RP可能在婴儿期开始,最初的症状通常出现在成年早期,从夜盲症开始。随着疾病的进展,患者视力逐渐丧失。在后期阶段,RP可破坏黄斑中的光感受器(其负责良好的中央视力)。据估计,RP影响美国至少7.5万人和全世界150万人。

已知有超过60种不同的基因与RP相关,因此很难开发出该疾病的模型。动物模型虽然有用,但是由于种间差异,有很大的局限性。研究人员还利用来自眼睛库的人视网膜细胞来研究RP。虽然这些细胞反映了疾病的最后阶段,但是,它们很少反映出疾病是如何发展的。因为从患者获取视网膜细胞非常危险,所以目前还没有RP的人组织培养模型。最后,人类胚胎干细胞在RP研究中可能是有用的,但是它们充满了道德、法律和技术问题。

iPS技术的使用为这些限制和问题提供了一种途径。研究人员可以诱导患者自身的皮肤细胞恢复到一个更基本的、胚胎干细胞样的状态。这种细胞是“多能性”的,意味着它们可以被转化为各种类型的特化细胞。

在目前的研究中,CUMC研究小组使用iPS技术,将取自两位RP患者(每名患者具有一个不同的MFRP突变)的皮肤细胞,转化为视网膜细胞,从而制备了患者特异性模型用于疾病研究和检测潜在的治疗方法。

通过分析这些细胞,研究人员发现,MFRP的基因突变的主要作用是,破坏肌动蛋白的调节,肌动蛋白是构成细胞骨架、赋予细胞结构完整性的脚手架。Tsang博士称:“通常情况下,细胞骨架看起来像一系列连接的六边形。如果细胞失去其结构,它就失去了发挥功能的能力。”

研究人员还发现,MFRP与另外一个基因CTRP5共同发挥作用,正常的肌动蛋白调控需要这两个基因之间的平衡。

在下一阶段的研究中,CUMC研究小组使用腺相关病毒(AAVs),将MFRP的正常拷贝,引入iPS来源的视网膜细胞中,成功地恢复了细胞的功能。研究人员还利用基因疗法来“拯救” MFRP基因突变导致的RP小鼠。根据Tsang博士介绍,小鼠的视觉功能得到了长期改善,光感受器数目得以恢复。

本文共同作者、CUMC发育细胞生物学助理教授Dieter Egli博士指出:“这项研究提供了体内和体外证据表明,MFRP基因突变引起的视力丧失,可以用AAV基因疗法进行治疗。”

Tsang博士认为这种方法也可以用于研究其他RP形式。他说:“通过基因组测序研究,我们发现有数百个遗传拼写错误与RP相关。但直到现在,我们很难能查明是否这些拼写错误真正会引起RP。原则上,iPS细胞可以帮助我们确定这些基因是否真的会引起RP,了解它们的功能,并最终制定个性化的治疗方法。”

(生物通:王英)

延伸阅读:柳叶刀:无脉络膜症的基因疗法

生物通推荐原文摘要:
Gene Therapy in Patient-specific Stem Cell Lines and a Preclinical Model of Retinitis Pigmentosa With Membrane Frizzled-related Protein Defects
Abstract:Defects in Membrane Frizzled-related Protein (MFRP) cause autosomal recessive retinitis pigmentosa (RP). MFRP codes for a retinal pigment epithelium (RPE)-specific membrane receptor of unknown function. In patient-specific induced pluripotent stem (iPS)-derived RPE cells, precise levels of MFRP, and its dicistronic partner CTRP5, are critical to the regulation of actin organization. Overexpression of CTRP5 in naïve human RPE cells phenocopied behavior of MFRP-deficient patient RPE (iPS-RPE) cells. AAV8 (Y733F) vector expressing human MFRP rescued the actin disorganization phenotype and restored apical microvilli in patient-specific iPS-RPE cell lines. As a result, AAV-treated MFRP mutant iPS-RPE recovered pigmentation and transepithelial resistance. The efficacy of AAV-mediated gene therapy was also evaluated in Mfrprd6/Mfrprd6 mice—an established preclinical model of RP—and long-term improvement in visual function was observed in AAV-Mfrp-treated mice. This report is the first to indicate the successful use of human iPS-RPE cells as a recipient for gene therapy. The observed favorable response to gene therapy in both patient-specific cell lines, and the Mfrprd6/Mfrprd6 preclinical model suggests that this form of degeneration caused by MFRP mutations is a potential target for interventional trials.


 

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 生物通商城 | 人才市场 | 核心刊物 | 特价专栏 | 仪器云展台 | 免费试用 | 今日视角 | 新技术专栏 | 技术讲座 | 技术期刊 | 会展中心 | 中国科学人 | 正牌代理商

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号