——上海科学家首次构建人/山羊干细胞异种移植嵌合体
血友病、神经肌肉缺陷、地中海贫血症等遗传性疾病给无数家庭带来痛苦。未来,或许只需在孕早期注射造血干细胞,就能在胎儿期治愈这些疾病。
上海交通大学医学遗传研究所黄淑帧教授领导的课题组,在国际上首次以山羊为模型,将人脐血造血干细胞注射到妊娠45-55天的胎山羊腹腔中,成功构建了长期存活的人/山羊异种移植嵌合体,为异种器官移植、产前治疗及组织损伤修复提供了新方法。该成果作为国家“十五”863干细胞领域重大项目,已通过专家鉴定。
干细胞移植,尤其是造血干细胞移植,对多种恶性疾病、遗传病和自身免疫病有广泛应用前景。然而,配型困难和移植排斥反应限制了其临床应用。黄淑帧课题组采用宫内移植技术,将移植时间提前到胎儿期。由于胎儿早期免疫系统未成熟,对异体细胞不产生排斥反应。
自2000年起,课题组在B超引导下将造血干细胞注入胎山羊腹腔,最早接受移植的山羊已存活超过2年。通过荧光标记追踪,发现人源干细胞在山羊血液、肝脏、肾脏、心脏、肌肉、肺等器官中高比例分布,并能分化为人组织细胞,如人肝细胞。
基于此,未来可能将人细胞与动物细胞分离,提取纯人源细胞用于细胞治疗,或直接以人/动物嵌合体作为异种器官移植供体。此外,嵌合体器官还可作为“制药厂”,通过生物工程生产人源蛋白,仅人肝脏细胞就能合成4000多种人源蛋白。
课题组还用同样方法对怀孕12天的胎鼠注射造血干细胞,修复了小鼠受损肝脏,表明干细胞宫内移植在产前治疗和组织修复方面潜力巨大。
与胚胎干细胞研究不同,造血干细胞属于成体干细胞,只能分化为所在器官的成熟细胞,避免了伦理争议。相关论文已发表于《美国科学院院报》。