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转基因干细胞再生完整的人表皮

发布时间:2017-11-24

2015年,一名7岁男孩患上一种非常严重的表皮溶解水疱症,编码层粘连蛋白b3(laminin b3;一种控制表皮细胞附着的胞外基质蛋白)发生基因突变。感染最终导致表皮脱落了80%,使得他接受了概念验证的转基因细胞治疗这项实验性治疗。

研究人员从这名男孩的未受损的表皮中取出活组织样品,并从这种活组织样品中提取出角质细胞(keratinocytes),这些角质细胞在培养液中进行增殖,随后利用一种携带着全长的健康的层粘连蛋白b3编码基因的逆转录病毒载体转染这些角质细胞。这些生长成薄片的角质细胞接着经进一步的增殖后产生足够多的薄片来覆盖孩子的四肢和躯干。在2015年10月和11月开展的两次手术中,这些角质细胞薄片被移植到他的身上。在2016年1月开展的第三次较小的手术又将一些薄片移植到他剩下的脱落部位上。

在手术开展后的几周内,这些移植的角质细胞大量增殖从而让皮肤上的伤口闭合。在接下来的几个月里,这名男孩的皮肤活组织检查结果表明他的新皮肤牢固地附着到下方的真皮层上,而且具有正常的形态和层粘连蛋白b3水平。他的皮肤也似乎具有正常的弹性和伤口愈合行为。如今,这名男孩的皮肤仍然发挥功能,不再起泡或发痒。

这名男孩的经历揭示出关于角质细胞再生方式的新见解。每个月,人类的皮肤都完全被新的细胞所替换,但是这种更新是大量的同样有效的祖细胞还是少数控制着再生的干细胞所引起的,一直存在着激烈的争论。

研究人员认为如果前一种情况是真的,那么这名男孩的皮肤活组织样品进行基因组测序就会揭示出每个祖细胞含有上千种不同的基因型,这是逆转录病毒载体随机整合到每个细胞中的结果。事实上,这些细胞仅含有几百种基因型,这强烈地支持着后一种观点。

每种活组织样品中存在上百种基因型也是一个好迹象,这表明在这名男孩的转基因皮肤中存在多种细胞,而且没有一种特定的基因型占据主导地位。

鉴于逆转录病毒载体的随机整合以及由此引发致癌突变的可能性,人们一直对将这些载体用于基因疗法中感到担忧。但是,研究人员认为表皮溶解水疱症患者的皮肤细胞已经“非常容易发生癌变”,因此利用功能性的转基因细胞替换他们的患病细胞,可能会降低癌变风险。

迄今为止,还没有迹象表明这名如今9岁的男孩发生了癌变事件,而且在之前接受更小规模的皮肤细胞移植的两名患者即便在12年后也未发生癌变事件。

(信息来源:生物谷)