項(xiàng)目名稱-干細(xì)胞分化表觀遺傳學(xué)調(diào)控及其治療糖尿病應(yīng)用基礎(chǔ)研究-首席(編輯修改稿)
2024-11-10 06:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在治療腎臟疾病的可行性（ Stem Cells Dev. 2020）（圖 7圖 9）。 A B C 圖 7：成體干細(xì)胞體外誘導(dǎo)能分化成腎上皮細(xì)胞 圖 8：成體干細(xì)胞靜脈移植 后能歸巢到損傷腎組織 圖 9：干細(xì)胞移植后體內(nèi)分化為腎小管上皮細(xì)胞 B. 開展干細(xì)胞分化表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制研究的可行性分析 大量的試驗(yàn)證據(jù)表明：與終末分化的體細(xì)胞不同，干細(xì)胞和組織前體細(xì)胞內(nèi)組蛋白修飾和核小體重塑占核心地位，最新研究組蛋白 H3 第 4 位和第 27 位賴氨酸的三甲基化修飾并存，推測這種 bivalent 修飾可能使基因處于一種易于被轉(zhuǎn)錄的狀態(tài)。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)鑒定早期中胚層干細(xì)胞關(guān)鍵的多胚層轉(zhuǎn)錄因子具bivalent 修飾，為開展多系分化誘導(dǎo)研究奠定了基礎(chǔ)。 Ⅰ . 已發(fā)現(xiàn)組蛋白修飾對胰 /腎祖細(xì)胞分化過 程的生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)最新發(fā)現(xiàn)作用于 H3K27me3 去甲基化酶 UTX 與異染色質(zhì)蛋白HP1 相互作用（圖 10a）。初步結(jié)果顯示 這種相互作用似乎抑制 UTX 的去甲基化酶活性 (圖 10b, c)。由于 HP1是一個(gè)異染色質(zhì)組蛋白標(biāo)志性 marker H3K9me2/3的識別結(jié)合蛋白，而 H3K27me3 不但是一個(gè)轉(zhuǎn)錄抑制標(biāo)志，還是細(xì)胞身份 /記憶過程的關(guān)鍵性組蛋白修飾，已有結(jié)果提示細(xì)胞保護(hù)自身身份的一種表觀遺傳機(jī)制：即細(xì)胞對自身身份的維持通過一個(gè) H3K27me3/H3K9me3 雙保險(xiǎn)的機(jī)制。但目前其生物學(xué)效應(yīng)尚不明確 。本項(xiàng)目將圍繞組蛋白修飾在胰 /腎祖細(xì)胞分化過程中這一相互作用發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)展開深入研究。 圖 10： H3K27me3去甲基化酶 UTX與 HP1相互作用抑制 UTX去甲基化酶活性 Ⅱ . 發(fā)現(xiàn)了新的染色質(zhì)調(diào)控因子 基于本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以前鑒定過 3個(gè)新的組蛋白去甲基化酶的工作經(jīng)歷（ Nature. 2020. 447(7144):6015.），在發(fā)現(xiàn)和尋找新的染色質(zhì)調(diào)控因子方面已經(jīng)積累了經(jīng)驗(yàn)。因此，本項(xiàng)目將繼續(xù)在發(fā)現(xiàn)和尋找如下未知的組蛋白 /染色質(zhì)調(diào)控因子方面開展工作：組蛋白甲基化修飾結(jié)合蛋白、新的組蛋白去甲基化酶、染色 質(zhì)重塑因子。以期豐富對表觀遺傳學(xué)調(diào)控的全貌認(rèn)識，為找到并鑒定出胰 /腎祖細(xì)胞分化過程中發(fā)揮重要作用的染色質(zhì)調(diào)控因子打下了良好基礎(chǔ)。 C. 干細(xì)胞體內(nèi)功能分析評價(jià)技術(shù)的可行性分析 分析評價(jià)干細(xì)胞移植治療糖尿病后在受體內(nèi)的生物學(xué)功能，必須結(jié)合干細(xì)胞的標(biāo)記和示蹤。目前本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)利用分子影像方法進(jìn)行了干細(xì)胞治療功能評價(jià)的初步研究。 Ⅰ . 生物熒光與 GFP融合基因的分子影像技術(shù) 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了以泛素（ ubiquitin）啟動(dòng)子表達(dá)螢火蟲熒光素蛋白 (firefly luciferin, Fluc)、綠色熒光蛋白（ GFP）和胸苷激酶（ ttk）基因表達(dá)融合蛋白的慢病毒載體。利用 Fluc和 ttk 可監(jiān)測轉(zhuǎn)化的細(xì)胞在活體動(dòng)物內(nèi)的存活情況，并且 ttk基因可用于大動(dòng)物成像和基因治療的載體；在實(shí)驗(yàn)終末期，通過組織切片并利用熒光顯微鏡驗(yàn)證 GFP+細(xì)胞在體內(nèi)功能作用。同時(shí)利用分子影像技術(shù)（ PET、 MRI、 CT）等監(jiān)測干細(xì)胞移植后器官的功能（ PLoS ONE, 2020。 Stem Cells, 2020。 J Mol Cell Cardiol, 2020。 圖 11）。 圖 11： Fluc和 GFP融合基因標(biāo)記人 hES細(xì)胞后可進(jìn)行體內(nèi)外成像 Ⅱ . 報(bào)告基因的 PET成像技術(shù) 干細(xì)胞通過慢病毒載體轉(zhuǎn)導(dǎo)報(bào)告基因胸苷激酶 (ttk)，正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描 (Positron emission tomography, PET) 能監(jiān)測細(xì)胞的存活和遷移。通過注射PET 顯像劑 18FFHBG (9[(4氟 )3羥基甲基丁基 ]鳥嘌呤 )可以較好地顯示細(xì)胞存在，結(jié)合 18FFDG (18Ffluoroethyl2deoxyDglucose， 18F脫氧葡萄糖 ) PET掃描，可以較好的對移植細(xì)胞進(jìn)行解剖學(xué)定位（ J Mol Cell Cardiol, 2020。 Cloning Stem Cells, 2020。 圖 12）。 圖 12： 18FFHBG和 18FFDG 的 PET成像監(jiān)測體內(nèi)細(xì)胞存活 Ⅲ . 納米鐵粒子標(biāo)記干細(xì)胞技術(shù) 利用磁共振成像（ Magic resonance imaging, MRI），通過對干細(xì)胞標(biāo)記在體外標(biāo)記鐵納米顆粒（ Feridex），可以監(jiān)測干細(xì)胞在體內(nèi)的過程（ Stem Cells， 2020；圖 13），為體內(nèi)有效評價(jià)干細(xì)胞歸巢、分化、再生、修復(fù)等奠定了良好基礎(chǔ)。 圖 13： MRI監(jiān)測納米鐵離子在體內(nèi)過程 D. 干細(xì)胞治療糖尿病安全性、有效性研究的可行性分析 為進(jìn)一步探討誘導(dǎo)分化后得到的特異性干細(xì)胞在糖尿病及其并發(fā)癥糖尿病腎病治療的有效性和安全性研究方面，需要具備動(dòng)物模型和相關(guān)有效性、安全性評價(jià)的經(jīng)驗(yàn)。本項(xiàng)目前期已經(jīng)完成了國內(nèi)首個(gè)干細(xì)胞技術(shù)產(chǎn)品的安全性、有效性研究：以嵌合模型建立異基因成體干細(xì)胞移植技術(shù)，提出并建立了 亞全能干細(xì)胞 再生修復(fù)新方法；利用成體干細(xì)胞進(jìn)行了多靶點(diǎn)組 織的干細(xì)胞治療，用于修復(fù)造血損傷、神經(jīng)系統(tǒng)損傷、心血管疾病損傷、減輕肝臟進(jìn)行性損傷、肺損傷、肌肉損傷；克服了成體干細(xì)胞應(yīng)用前的 5大關(guān)鍵技術(shù)（質(zhì)、量、途徑、耐受、功能），發(fā)明建立了成體干細(xì)胞體外規(guī)模化制備技術(shù)工藝及干細(xì)胞臨床前應(yīng)用技術(shù)；建立了成體干細(xì)胞體外規(guī)?；苽涔に嚰夹g(shù)流程和功能評價(jià)體系，制定出干細(xì)胞（藥物）產(chǎn)品的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和 SOP 操作規(guī)范體系；已建立大、小動(dòng)物模型平臺，掌握了制作相關(guān)疾病動(dòng)物模型的技術(shù)，研制出我國第一個(gè)干細(xì)胞新藥 ——“骨髓原始間充質(zhì)干細(xì)胞 ”，獲得了國家食品藥品監(jiān)督管理局（ SFDA）臨床 試驗(yàn)批件（ 2020L04793， 2020L01037）（圖 14），并已完成安全性、有效性臨床試驗(yàn)，驗(yàn)證了成體干細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用于治療重大組織器官損傷性疾病時(shí)良好安全可控性和有效性。 圖 14：干細(xì)胞新藥國家 SFDA臨床試驗(yàn)批件（ 2020L04793） 四、年度計(jì)劃 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第
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