轉(zhuǎn)基因造血干細(xì)胞（HSC）移植是遺傳病、HIV和癌癥的一種有前景的治療策略。然而，臨床HSC基因治療的一個障礙是，基因通過慢病毒載體（LV）傳遞到HSCs的效率有限。近，科學(xué)家們解決了這個主要的障礙：如何繞過造血干細(xì)胞的自然防御系統(tǒng)，有效地將抗病基因插入細(xì)胞的基因組中。

由美國斯克里普斯研究所（TSRI）副教授Bruce Torbett帶領(lǐng)的一項研究報道稱，藥物雷帕霉素（rapamycin）——常用于減緩腫瘤生長和防止qi官yi植排斥反應(yīng)，可使治療劑量的基因能夠傳遞到造血干細(xì)胞中，同時保護干細(xì)胞的功能。

這些研究結(jié)果發(fā)表在近出版的學(xué)術(shù)期刊《Blood》，可能為血細(xì)胞疾病帶來更有效和負(fù)擔(dān)得起的*治療方法，在這類疾病中，DNA中的突變可引起異常的細(xì)胞功能，如白血病和鐮狀細(xì)胞貧血。

病毒可通過將其自身遺傳物質(zhì)插入到人細(xì)胞，而感染人體。然而，在基因治療中，科學(xué)家們開發(fā)出一種“容易消化”的病毒，如人類免疫缺陷病毒（HIV），來產(chǎn)生所謂的“病毒載體”。病毒載體攜帶治療性基因進入細(xì)胞，而不會引起病毒性疾病。Torbett和其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，HIV載體可以將基因傳遞到造血干細(xì)胞。

對于一種疾病（如白血病或腦白質(zhì)營養(yǎng)不良）來說，DNA突變可導(dǎo)致異常的細(xì)胞功能，有效地靶定產(chǎn)生這些血細(xì)胞的干細(xì)胞，可能是阻止疾病和促使人體產(chǎn)生健康血細(xì)胞的一種成功的方法。

Torbett指出：“當(dāng)你五歲大的時候，如果在你的造血干細(xì)胞中產(chǎn)生一個基因修飾，這些變化是終身的。”此外，基因修飾的干細(xì)胞可以發(fā)展成多種類型的細(xì)胞，這些細(xì)胞遍布體內(nèi)并提供治療作用。

然而，由于細(xì)胞已經(jīng)適應(yīng)了防御機制來克服致病病毒，所以能阻止基因工程病毒載體進行有效的基因傳遞。Torbett稱，當(dāng)科學(xué)家們從身體提取出造血干細(xì)胞用于基因治療時，HIV病毒載體通常將基因傳遞到僅30%到40%的細(xì)胞。白血病、腦白質(zhì)營養(yǎng)不良或遺傳疾病的治療需要合理數(shù)量的干細(xì)胞來源的健康細(xì)胞，這個數(shù)量可能太低以至于不能達(dá)到這些疾病的治療目的。

這些限制促使Torbett和他的研究小組，包括本文作者、TSRI畢業(yè)生Cathy Wang，檢測雷帕霉素是否能夠改善基因到造血干細(xì)胞的傳遞。根據(jù)其控制病毒進入和減緩細(xì)胞生長的能力，挑選雷帕霉素進行評估。

研究人員開始先從臍帶血中分離干細(xì)胞。他們將造血干細(xì)胞暴露于雷帕霉素，HIV載體被設(shè)計用于傳遞一個綠色熒光蛋白基因，它會引起細(xì)胞發(fā)光。這種熒光提供了一種視覺標(biāo)記，可幫助研究人員跟蹤基因傳遞。

研究人員發(fā)現(xiàn)，用雷帕霉素治療的小鼠和人干細(xì)胞之間，存在很大的差異，治療性基因被插入到多達(dá)80%的細(xì)胞中。在這之前，研究人員從來沒有將這個性能與雷帕霉素聯(lián)xi起來。

幫助造血干細(xì)胞存活
研究人員還發(fā)現(xiàn)，從體內(nèi)取出干細(xì)胞用于基因治療時，雷帕霉素能抑制干細(xì)胞的迅速分化。這很重要，因為科學(xué)家們需要時間來處理提取的造血干細(xì)胞，但這些細(xì)胞一旦離開人體，就開始分化成其他類型的血細(xì)胞，失去了保持干細(xì)胞并傳遞治療性基因的能力。

Torbett稱：“我們想確定用于保存干細(xì)胞的條件，所以，如果我們將它們移植回我們的動物模型中，它們的行為就像初的干細(xì)胞一樣。我們發(fā)現(xiàn)，在兩組動物模型中，干細(xì)胞可持并產(chǎn)生基因修飾的細(xì)胞。”

研究人員希望有一天這些方法在臨床上是有用的。Wang稱：“我們的方法可以降低成本，使基因治療為更多的患者所用。”她說，下一步他們將在其他動物模型中進行雷帕霉素和干細(xì)胞的臨床試驗，然后探討這種方法在人類中是否是安全有效的。該小組還致力于描繪雷帕霉素方法作用于造血干細(xì)胞的雙重途徑。