基因转移治疗血友病B的动物试验和安全性探讨

本文报道了皮肤成纤维细胞基因治疗血友病Ｂ的新西兰大白兔试验及安全性检测。转有人凝血因子ＩＸｃＤＮＡ的兔皮肤成纤维细胞包埋于胶原基质中,然后进行不同方式的自体或同种异体移植,移植兔血浆中人ＩＸ因子蛋白有高水平的表达且持续稳定,腹腔移植有ＲＳＦ－ｐＣＭＶＩＸ转化细胞的兔血浆中人ＩＸ因子表达水平达１００ｎｇ／ｍｌ．持续５个月以上,腹腔移植有ＲＳＦ－ｐＣＭＶＩＸｌ转化细胞的兔血中人ＩＸ因子表达水平达２９５     

转基因羊的培育

英国ＰＰＬＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ公司和英国Ｒｏｓｌｉｎ研究所小组向羊的胎儿成纤维细胞中导入人凝血因子Ⅸ基因,培育出转基因羊。该小组在今年２月成功地培育出克隆羊“Ｄｏｌｙ”。这次不是克隆羊,而是在羊的胎儿成纤维细胞中导入人基因,获得产羔。用小鼠确立了...     

狗凝血Ⅸ因子cDNA的克隆及其离体表达研究

根据cFⅨcDNA(canineFⅨ ,cFⅨ )顺序设计引物 ,采用RT PCR技术 ,从狗肝细胞中提取mRNA ,逆转录成cFⅨcDNA ,克隆到pGEM T质粒载体上 ,经DNA顺序分析 ,挑选克隆 ,拼接并测序鉴定 ,得到DNA顺序完全正确且含有cFⅨ完整编码区的cDNA ,进一步构建成以G1Na为框架的反转录病毒载体G1NaCcⅨ (hCMV启动子控制cFⅨ转录 )和G1NaMBcⅨ (MCK增强子和β actin启动子共同控制cFⅨ转录 ) ,并用于反转录病毒介导的基因转移 .狗原代皮肤成纤维细胞实验结果显示 ,cFⅨ能够在狗皮肤成纤维细胞中表达 ,表达水平分别为G1NaCcⅨ :173ng/ 10 6 细胞·2 4h ;G1NaMBcⅨ :2 11ng/ 10 6 细胞·2 4h .此结果为血友病B狗基因治疗动物试验的开展奠定了基础 .     

外源基因转染山羊体细胞的整合效率研究

为了探讨影响山羊体细胞中外源基因整合效率的因素,采集胎羊和小羊皮肤并制备成纤维细胞,采用"Lipofectamine LTX"脂质体转染试剂包埋外源基因,分别导入上述细胞中,比较同一种外源基因载体(人凝血因子Ⅸ)转染至不同个体和类型的羊细胞,以及不同载体(人凝血因子Ⅸ、人转铁蛋白和牛催乳素)转染至同一个体羊细胞的整合效率的差异.通过药物筛选得到单细胞簇,经定量PCR计算外源基因的整合效率.同一种外源目的基因载体转染小羊成纤维细胞的整合效率显著高于胎羊成纤维细胞(P<0.05);而不同目的基因载体转染同一个体羊细胞,其细胞的整合效率与转染载体的片段大小有关.由此可知,小羊成纤维细胞外源基因整合频率优于胎羊细胞,且载体片段的大小影响外源基因转染的整合频率.     

中国的遗传病基因治疗研究

随着分子生物学和基因工程技术的发展,基因转移的手段已逐趋完善。应用反转录病毒介导的基因转移已成为遗传病基因治疗的主要手段。我们以血友病B为研究对象,将人凝血因子ⅨcDNA构建在反转录病毒上,转染到各种细胞中,其中包括血友病B患者的成纤维细胞中,获得了高效的转移和表达。将这些细胞包埋在胶原中,然后腹腔移植或注射到家兔体内,获 得了高效的转移和表达。将这些细胞包埋在胶原中,然后腹腔移植或注射到家兔体内,获得了持久而稳定的表达,持续时间已超过20个月。     

重组腺相关病毒(rAAV)介导的人凝血因子IX高活性突变衍生物在血友病B基因治疗研究中的应用

采用定点诱变技术,将R338A点突变引入人凝血因子Ⅸ基因,并构建于AAV载体上,以rHSV/AAV杂合辅助病毒系统介导制备rAAV-hFIX重组病毒,然后,经肌肉注射对血友病B小鼠进行治疗实验,观察该突变基因在小鼠体内的表达、活性以及机体对该突变衍生物的免疫反应与治疗效果.结果显示:(i)治疗小鼠体内可检测到hFIX-R338A突变衍生物的存在,并持续15周以上;(ii)突变衍生物hFIX-R338A在小鼠血浆中的凝血活性达(34.2±5.23)%,显著高于野生型Ⅸ因子凝血活性((14.27±3.4)%);(iii)治疗小鼠体内未检测到抗Ⅸ因子突变衍生物抗体的存在;(iv)未发现与治疗相关的局部及全身性毒副作用.提示:以AAV介导人凝血因子Ⅸ高活性突变衍生物hFLX-R338A基因治疗可能成为替代野生型Ⅸ因子进行血友病B基因治疗的一个更为有效的途径.     

重组腺相关病毒(rAAV)介导的人凝血因子Ⅸ高活性突变衍生物在血友病B基因治疗研究中的应用

采用定点诱变技术, 将R338A点突变引入人凝血因子Ⅸ基因, 并构建于AAV载体上, 以rHSV/AAV杂合辅助病毒系统介导制备rAAV-hFIX重组病毒, 然后, 经肌肉注射对血友病B小鼠进行治疗实验, 观察该突变基因在小鼠体内的表达、活性以及机体对该突变衍生物的免疫反应与治疗效果. 结果显示: (i)治疗小鼠体内可检测到hFIX-R338A突变衍生物的存在, 并持续15周以上; (ii)突变衍生物hFIX-R338A在小鼠血浆中的凝血活性达(34.2±5.23)%, 显著高于野生型Ⅸ因子凝血活性((14.27±3.4)%); (iii)治疗小鼠体内未检测到抗Ⅸ因子突变衍生物抗体的存在; (iv)未发现与治疗相关的局部及全身性毒副作用. 提示: 以AAV介导人凝血因子Ⅸ高活性突变衍生物hFIX-R338A基因治疗可能成为替代野生型Ⅸ因子进行血友病B基因治疗的一个更为有效的途径.     

原代培养过程中壳聚糖衍生物对CTCF/YB-1/C-myc和p53蛋白表达的影响

成功建立了人增生性瘢痕细胞和正常皮肤成纤维细胞的原代培养, 并利用热休克蛋白(HSP47)和成纤维细胞特异蛋白(FSP)标记物进行了鉴定。研究发现, 经过壳聚糖衍生物处理, 人增生性瘢痕成纤维细胞和正常皮肤成纤维细胞在培养中均出现了不同类型的蛋白表达。多功能转录因子蛋白(CTCF)在壳聚糖衍生物处理的增生性瘢痕成纤维细胞中出现表达上调; 在聚糖衍生物处理的正常皮肤成纤维细胞中数量无变化。YB-1结合蛋白在经壳聚糖处理的正常皮肤成纤维细胞与人增生性瘢痕细胞中的表达几乎无异, 但在未经壳聚糖处理的细胞中表达不同。C-MYC和P53蛋白在壳聚糖衍生物处理的增生性瘢痕纤维细胞中表达上调, 但在正常皮肤成纤维细胞中, 无论是否经过壳聚糖衍生物处理, 这两种蛋白都没有表达。上述4种蛋白在人增生性瘢痕细胞和正常皮肤成纤维细胞中表现出不同的表达方式, 这种新型壳聚糖衍生物可能在控制人增生性瘢痕细胞和正常皮肤成纤维细胞生长和增殖过程中起着重要作用。这些蛋白因子的表达机制目前还不是完全清楚, 有待于进一步研究。     

微小腺病毒介导的人凝血因子Ⅸ基因治疗血友病B小鼠研究

为了降低腺病毒的免疫反应, 延长人凝血因子Ⅸ基因在动物体内的表达时间, 制备了带有人hFⅨ小基因的微小腺病毒AdGTi’Ⅸ, 同时制备了带有人hFⅨ小基因的第1代腺病毒AdSPi’Ⅸ作为对照. 经CsCl超离心纯化, AdGTi’Ⅸ中辅助腺病毒比率低于0.8%. 分别用AdSPi’Ⅸ和AdGTi’Ⅸ以MOI为50的比例感染3T3细胞, hFⅨ表达量分别为(1.6±0.3) μg/(10⁶&#8729;24 h)和(1.4±0.2) μg/(10⁶&#8729;24 h). 血友病B小鼠分别腹腔注射1×10¹⁰ pfu/只的AdGTi’Ⅸ和AdSPi’Ⅸ, 小鼠血浆中人FⅨ表达水平最高分别为590和690 ng/mL, 表达时间分别持续了16和10周. 与血友病B小鼠相比, 出血时间从原来的超过30 min缩短到7.5 min, 5 min内失血量从原来的430 μL减少到60 μL. 免疫组化和抗Ad-IgG分析的结果表明, 微小腺病毒AdGTi’Ⅸ与第1代重组腺病毒AdSPi’Ⅸ相比, 在宿主体内引起的免疫反应强度明显降低. 结果表明, 微小腺病毒与第1代腺病毒相比, 同样能够介导外源基因在离体细胞和动物体内高效表达, 而且在动物体内的表达时间上有所延长, 病毒引起的免疫反应强度则明显降低, 为进一步的研究提供了实验依据.     

AAV介导的hFⅨ基因在血友病B小鼠骨骼肌中特异性表达研究

采用重组腺相关病毒(rAAV)介导人凝血因子Ⅸ(hFⅨ)微基因在Ⅸ因子基因剔除小鼠骨骼肌中有效表达.在构建的质粒中,rAAV两侧反转重复末端顺序中插入肌酸肌酶增强子(MCK)和β肌动蛋白启动子(βA)调控下的hFⅨ微基因(hFⅨm1).直接肌肉注射高滴度rAAV(2.5×1011/mL),血友病B小鼠血浆hFⅨ最高表达量256ng/mL,凝血活性明显改善.从hFⅨ表达时效曲线来看,hFⅨ水平在第15天达到高峰,随后因血循环中抗hFⅨ抗体的出现而渐次下降.该结果提示采用rAAV系统,体内直接途径开展血友病B基因治疗是值得进一步探索的方向.     

人凝血Ⅸ因子cDNA在培养细胞中和转基因小鼠内的表达特性

将由ＳＶ４０早期启动子和小鼠金属硫蛋白基因启动子所控制的人凝血Ⅸ因子ｃＤＮＡ的重组基因分别导入培养的小鼠成纤维细胞,发现它们都能被表达。进而将它们分别导入小鼠受精卵雄原核,作成相应的转基因小鼠,则发现它们都失去了表达特性,结果分析表明,在人凝血Ⅸ因子ｃＤＮＡ中可能存在着决定其在活体内表达的顺式调节元件。     

8型AAV重组病毒介导的凝血因子的基因表达

8型AAV重组病毒载体是新型的基因转移载体,能高效转染肌肉细胞和肝细胞.AAV转染细胞的效果与注射病毒的途径有很大关系.与门脉注射和肌肉注射相比,经腹腔注射的rAAV8病毒能经血液循环转运到全身其他组织器官,形成更加广泛和持久的基因转导.通过腹腔途径把5×1010gc的8型重组病毒载体注射到小鼠体内,2周后,小鼠血浆中有明显的基因表达,1个月至2个月期间多数小鼠表达量达到高峰,然后表达水平下降,直到4个月后血浆中尚维持明显的表达量.凝血实验显示,表达的人凝血因子Ⅸ具有生物活性.免疫组化实验显示,病毒载体已进入体内多组织器官中表达.说明8型AAV病毒载体经腹腔注射后已经血液循环运送到其他组织,并在肌肉、肝脏、肾脏和心脏等器官明显表达,表达产物具有凝血活性.     

逆转录病毒介导人VEGF在兔皮肤成纤维细胞中的表达

本文以人VEGFcDNA为目的基因,构建成逆转录病毒质粒载体,并进一步包装成重组缺陷型逆转录病毒,以此感染原代兔皮肤成纤维细胞,经G418筛选,获得了具有分泌VEGF能力的抗性细胞克隆,经Southern、PCR、Northern、RT-PCR等检测,证实了外源基因已整合至原代兔皮肤成纤维细胞基因组中,无重排和产生野生型病毒之患。整合的VEGF可在修饰细胞中转录,经内皮细胞增殖实验和血管通透性实验证实其表达产物具有强大的生物活性。为进一步研究VEGF的生物学功能和生理效应提供有用的工具。     

肌注腺伴随病毒基因治疗血友病B的安全性研究

研究了肌注腺伴随病毒（adeno-associated virus,AAV）介导凝血Ⅸ因子基因治疗血友病B的安全性,道德采用PCR、反转录PCR（RT－PCR）分别检测rHSV/AAV包装系统产生的重组腺伴随病毒AAV－mFⅨ,和病毒感染细胞后所得上清再次感染的BHK细胞中的HSV（herpes simplex virus,HSV)和野生型AAV。同时观察HSV引起的细胞毒作用。结果表明：纯化后的AA－mFⅨ中HSV≤1个病毒基因组（viral genome,v.g.)/10^8个病毒基因组AAV－mFⅨ,且不具备感染活性;没有野生型AAV。其次,采用PCR、RT－PCR1免疫组化等方法检测了AAV－mFⅨ在体内的分布和表达时间;通过抗AAV的抗体检测和病理切片等方法观察了AAV－mFⅨ在体内引起的免疫反应和病理变化。结果表明：AAV－mFⅨ仅分布在注射点肌肉组织内,表达可持续200天以上;抗体水平低,各主要脏器均未发生明显的病理变化。AAV介导的凝血因子Ⅸ系统是安全的。     

应用RNA干扰技术体外抑制兔成纤维细胞HGPRT的表达及其核移植研究

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶(hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase,HGPRT)的功能缺失与痛风、肾结石和雷纳综合症(Lesch-Nyhan Syndrome)等疾病相关.制作HGPRT基因表达降低的模式动物,将有利于人们对这种疾病的发病机理和治疗做进一步的研究.构建了针对HGPRT基因表达的shRNA干扰载体,并将质粒转染兔成纤维细胞,获得携带该干扰片段的转基因细胞系,经PCR鉴定转基因成纤维细胞克隆阳性率为83.3%.RT-PCR及Western blot检测结果表明转基因干扰成纤维细胞系HGPRTmRNA和蛋白质表达量明显降低.最后,以转基因成纤维细胞进行核移植,囊胚率为27.8%,与正常来源的成纤维细胞囊胚率相比较差异不显著.说明,通过RNAi可稳定干扰兔成纤维细胞HGPRT基因的表达,为进一步通过核移植技术建立HGPRT RNAi转基因兔模型创造条件.     

应用RNA干扰技术体外抑制兔成纤维细胞HGPRT的表达及其核移植研究

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶( hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase,HGPRT )的功能缺失与痛风、肾结石和雷纳综合症(Lesch-Nyhan Syndrome)等疾病相关．制作HGPRT基因表达降低的模式动物,将有利于人们对这种疾病的发病机理和治疗做进一步的研究．构建了针对HGPRT基因表达的shRNA干扰载体,并将质粒转染兔成纤维细胞,获得携带该干扰片段的转基因细胞系,经PCR鉴定转基因成纤维细胞克隆阳性率为83.3%．RT-PCR及Western blot检测结果表明转基因干扰成纤维细胞系HGPRT mRNA和蛋白质表达量明显降低．最后,以转基因成纤维细胞进行核移植,囊胚率为27.8%,与正常来源的成纤维细胞囊胚率相比较差异不显著．说明,通过RNAi可稳定干扰兔成纤维细胞HGPRT基因的表达,为进一步通过核移植技术建立HGPRT RNAi转基因兔模型创造条件．     

微小腺病毒介导的人凝血因子IX基因治疗血友病B小鼠研究

为了降低腺病毒的免疫反应,延长人凝血因子Ⅸ基因在动物体内的表达时间,制备了带有人hFⅨ小基因的微小腺病毒AdGTi’Ⅸ,同时制备了带有人hFⅨ小基因的第1代腺病毒AdSPi’Ⅸ作为对照。经CsCl超离心纯化,AdGTi‘Ⅸ中辅助腺病毒比率低于0.8％。分别用AdSPi’Ⅸ和AdGTi’Ⅸ以MOI为50的比例感染3T3细胞,hFⅨ表达量分别为(1.6±0.3)μg/(10~6·24h)和(1.4±0.2)μg/(10~6·24h)。血友病B小鼠分别腹腔注射1×10~(10)pfu/只的AdGTi’Ⅸ和AdSPi’Ⅸ,小鼠血浆中人FⅨ表达水平最高分别为590和690ng/mL,表达时间分别持续了16和10周。与血友病B小鼠相比,出血时间从原来的超过30min缩短到7.5min,5min内失血量从原来的430μL减少到60μL。免疫组化和抗Ad-IgG分析的结果表明,微小腺病毒AdGTi’Ⅸ与第1代重组腺病毒AdSPi’Ⅸ相比,在宿主体内引起的免疫反应强度明显降低。结果表明,微小腺病毒与第1代腺病毒相比,同样能够介导外源基因在离体细胞和动物体内高效表达,而且在动物体内的表达时间上有所延长,病毒引起的免疫反应强度则明显降低,为进一步的研究提供了实验依据。     

皮肤成纤维细胞复合纤维修复前交叉韧带的初步研究

目的:本实验采用皮肤成纤维细胞修复原位冻融的前交叉韧带,以探索皮肤成纤维细胞作为构建组织工程前交叉韧带种子细胞的可行性.方法:体外分离培养兔皮肤成纤维细胞(SF),传代培养之后将细胞复合纤维生物蛋白胶,将细胞.纤维蛋白胶复合物植入原位冻融的前交叉韧带处.12周取材切片行HE染色及天狼猩红染色,使用偏振光显微镜观察.并使用图象分析软件对Ⅰ、Ⅲ型胶原含量进行半定量分析.结果:采用皮肤成纤维细胞复合纤维生物蛋白胶修复原位冻融的前交叉韧带的Ⅲ型胶原含量较单纯冻融的前交叉韧带明显减少,而较正常前交叉韧带则无明显统计学差异(P＞0.05).结论:皮肤成纤维细胞可作为构建组织工程前交又韧带的较为理想的种子细胞选择.     

猪皮肤成纤维细胞PERV体外和体内感染性的研究

为了解猪皮肤成纤维细胞PERV在体外和体内的感染性,通过建立猪皮肤成纤维细胞系,将所建细胞系与人胚胎肾293细胞体外共培养,并移植于严重联合免疫缺陷鼠(SCID鼠)皮下进行猪皮肤成纤维细胞PERV的体外和体内感染性实验。结果表明,猪皮肤成纤维细胞与人胚胎肾细胞共培养过程中,猪内源性逆转录病毒感染人胚胎肾细胞,进一步证实和拓宽了猪细胞PERV感染人细胞的范畴;猪皮肤成纤维细胞移植SCID鼠皮下后,导致SCID鼠发生猪细胞微嵌合(78．57％)和PERV在体内感染(85．71％)并且波及远离移植部位的多种组织或器官,但是并未检测出SCID鼠组织中表达PERV env RNA。这就证实了猪皮肤成纤维细胞PERV的体外感染性和在小鼠体内的感染性,但未能找到PERV在体内活跃复制的明显证据。因而,在猪异种移植过程中PERV传播的潜在危险仍然是必须高度重视的生物安全性问题。     

microRNAs参与韧带成纤维细胞成骨分化相关分子表达的调节

韧带成纤维细胞成骨分化与强直性脊柱炎等多种异位骨化相关性疾病有关,但其机制尚不清楚.本研究目的在于观察韧带成纤维细胞在成骨分化过程中microRNA和mRNA的表达谱变化,以期为揭示成纤维细胞成骨分化机制提供研究基础.原代培养韧带成纤维细胞、地塞米松、抗坏血酸和β 磷酸甘油体外诱导其成骨分化, RT-PCR检测成骨标志物骨钙素和Runx2的表达.采用表达谱基因芯片分析诱导0、7、14 d后韧带成纤维细胞的microRNAs和mRNAs表达,并用实时定量PCR（RT-qPCR）和Western印迹方法验证生物信息学分析结果.结果显示,与未诱导前相比,成骨分化第7 d有66个microRNAs和640个mRNA表达上调,94个microRNAs和744个mRNA表达下调;成骨分化第14 d有58个microRNAs和781个mRNA表达上调,96个microRNAs和603个mRNA表达下调.实时定量PCR和Western印迹验证结果显示,miR-29b在成骨分化过程中表达上调,TGFβ3表达水平降低,与芯片结果一致,miR-29b通过抑制TGFβ3蛋白的翻译来促进Runx2的表达,从而促进韧带成纤维细胞向成骨细胞分化.韧带成纤维细胞成骨分化过程中,microRNA调控基因及mRNA差异表达基因除涉及BMPs、Wnt和Ihh等信号通路外,在成纤维细胞成骨分化过程中可能还存在其它的新机制.