Cell Stem Cell：自体干细胞基因疗法能治疗肌营养不良

生物谷

    杜兴肌营养不良（Duchenne  muscular  dystrophy  DMD）是一种慢性退化疾病，病因在于发生了中断抗肌萎缩蛋白（dystrophin）mRNA阅读框（reading  frame）的基因变异，从而使肌纤维膜缺少抗肌萎缩蛋白。某些情况下，强制排除单个exon基因能恢复部分阅读框，并且产生较短的功能蛋白。

    在12月13日出版的《细胞—干细胞》（Cell  Stem  Cell）上，来自意大利和法国的科学家利用一种表达反义寡核苷酸（antisense  oligonucleotides）的慢病毒载体（lentiviral  vector）来形成足够的exon排除，并修正DMD去除CD133+干细胞造成的最初阅读框位移。结果发现，来自DMD患者血管或肌肉中的CD133+经过基因修正后，能使病人肌肉形态和功能得到显著恢复，并且增加小鼠模型中抗肌萎缩蛋白的表达。

    研究小组分离了DMD  CD133+干细胞，并分析了移植到小鼠模型后参与肌肉再生的能力。研究中科学家分别使用了两种CD133+干细胞，它们分别来自血液和骨骼肌。之前，科学家已经了解血液CD133+干细胞的肌浆蛋白潜力，但研究小组证明，从肌肉中分离出的CD133+干细胞同样能分化成肌肉和内皮细胞。因此，小组可以比较两种干细胞的分化能力。

    结果表明，经过基因改造的这些细胞能保护再生的肌纤维，并且来自血液和肌肉的CD133+干细胞都能分化为萎缩骨骼肌中的卫星细胞。此外，进一步研究发现，这些干细胞能参与肌肉再生，并补充卫星细胞数量。在对病人进行了干细胞动脉移植后，研究小组通过分析肌肉力量和耐受力后发现，骨骼肌形态和功能都得到了很好的恢复，并且治疗中使用的为病人自体干细胞，这大大降低了免疫排异反应的可能。

    但是对于临床应用而言，结合基因和干细胞的治疗方法会带来一些问题，特别是在生物安全性上。这主要来源于慢病毒载体对DMD干细胞基因缺陷的修正，它可能扰乱肿瘤抑制基因等，从而导致癌症发生。因此，针对exon排除过程的进一步研究将增加科学家对其内在机制的了解，并最终改进治疗杜兴肌营养不良症的基因细胞疗法。（何宏辉/编译）

原始出处:

Cell Stem Cell, Vol 1, 646-657, 13 December 2007

Article

Restoration of Human Dystrophin Following Transplantation of Exon-Skipping-Engineered DMD Patient Stem Cells into Dystrophic Mice

Rachid Benchaouir,1 Mirella Meregalli,1 Andrea Farini,1 Giuseppe D'Antona,3 Marzia Belicchi,1 Aurélie Goyenvalle,4 Maurizio Battistelli,1 Nereo Bresolin,1 Roberto Bottinelli,3 Luis Garcia,4,5, and Yvan Torrente1,2,

1 Stem Cell Laboratory, Department of Neurological Sciences, Fondazione IRCCS Ospedale Maggiore Policlinico, Centro Dino Ferrari, University of Milan, via F. Sforza 35, 20122 Milan, Italy
2 UNISTEM, Centro Interdipartimentale di Ricerca sulle Cellule Staminali, University of Milan, via Balzaretti 9, 20133 Milan, Italy
3 Department of Experimental Medicine, Human Physiology Unit, University of Pavia, via Forlanini 6, 27100 Pavia, Italy
4 Genethon-CNRS UMR 8115, Groupe Maladie de Duchenne, 1 bis Rue de l'Internatonale, 91000 Evry, France

Corresponding author
Yvan Torrente
yvan.torrente@unimi.it

Corresponding author
Luis Garcia
luis.garcia@chups.jussieu.fr

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a hereditary disease caused by mutations that disrupt the dystrophin mRNA reading frame. In some cases, forced exclusion (skipping) of a single exon can restore the reading frame, giving rise to a shorter, but still functional, protein. In this study, we constructed lentiviral vectors expressing antisense oligonucleotides in order to induce an efficient exon skipping and to correct the initial frameshift caused by the DMD deletion of CD133+ stem cells. The intramuscular and intra-arterial delivery of genetically corrected CD133 expressing myogenic progenitors isolated from the blood and muscle of DMD patients results in a significant recovery of muscle morphology, function, and dystrophin expression in scid/mdx mice. These data demonstrate that autologous engrafting of blood or muscle-derived CD133+ cells, previously genetically modified to reexpress a functional dystrophin, represents a promising approach for DMD.

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