通过基因编辑产生FOXO3功能增强的人类血管细胞，用于治疗缺血性血管病变

来历：中科院之声

假如把人体比作社会，身体内的每个细胞就好像社会中的成员。为了保护“社会”的调和安稳，每个体细胞成员都各司其职，它们被训练得高度“专业”，以习惯自己的功用。

相对于这些老练的体细胞，干细胞倒像是未接受过任何专业训练的学生。具有从事各种工作的潜能，比方修正损害安排、代替损害细胞的功用或影响机体本身细胞的再生。

干细胞的这种特性被使用于医治多种人类退行性和损害性疾病。例如：经过人为操控干细胞的分解，可修正或替换那些受损和“行将退休”的安排细胞，用于医治心肌梗死、糖尿病、神经退行性疾病等多种疾病。

干细胞技能在再生医学中具有宽广的使用远景，但有用性和安全性方面的局限性阻止了该技能的遍及。一方面，注入体内的干细胞在疾病以及变老微环境下存活功率不高；另一方面，不利因素的影响或许导致干细胞的基因组不安稳而突变成肿瘤细胞，在细胞医治中构成安全隐患。

至此，我们或许会想到，假如让移植入体内的干细胞能够更好地习惯非正常生理情况下的不良微环境，是不是就有或许跨过“有用性”和“安全性”这两大妨碍？

近期，中国科学院生物物理研讨所刘光慧研讨组、北京大学汤富酬研讨组和中国科学院动物研讨所曲静研讨组联合攻关，经过靶向修改单个长命基因发作了世界上首例遗传增强的人类血管细胞，在处理细胞医治的“有用性”和“安全性”这两大难题上完成了打破。

此次靶向修改的基因是名为“FOXO3”的转录因子，因为FOXO3的基因多态性同人类寿数的延伸关系密切，因而被冠以“长命蛋白”的美名。它经过调理多种基因表达，可完成推迟细胞变老、抵挡应激、保持心血管稳态等效果。此外，FOXO3还具有反抗肿瘤构成的才能。

科研人员在人类干细胞中使用基因修改技能成功做到了使FOXO3蛋白在细胞核里“逗留”更长的时刻，然后更好地发挥效果。

随后，研讨人员将这种被成功修改的干细胞别离分解成血管内皮细胞（血管内膜）、血管平滑肌细胞（血管中膜）和间质细胞（血管外膜）。这些血管细胞就像是增强了配备的战士，既提高了战斗力，又能够习惯“战场”中恶劣的环境，随时预备声援体内老化损害的细胞。

图1 经过基因修改发作FOXO3功用增强的人类血管细胞，用于医治缺血性血管病变

当将“增强”的细胞移植到小鼠发作缺血性损害的后肢中时，可高效促进受损血管的再生，加快康复缺血部位的血流，证明FOXO3功用增强的人类血管细胞具有显着优于野生型细胞的血管修正才能。在机制方面，内源激活的FOXO3经过拮抗CSRP1基因表达介导对血管细胞变老的反抗效果。

为验证遗传增强干细胞作为移植资料的安全性，研讨人员为它们规划了一种极点环境：将多种致癌因子导入野生型和FOXO3功用增强的胚胎干细胞中。成果发现，遗传增强干细胞还能够有用地反抗癌基因诱导的细胞恶性转化。

图2 FOXO3增强型人血管细胞对细胞癌化具有强反抗效果。

此项研讨初次使用基因修改技能取得了FOXO3功用增强的人类血管细胞，完成了细胞医治中 “有用性”和“安全性”的打破，从概念上证明了使用基因修改战略取得优质安全人类血管细胞移植物的可行性。为未来的再生医学供给了一个具有潜力的选项，对开展愈加安全有用的临床细胞医治战略具有深远含义。