隔离子cHS4降低逆转录病毒载体导致的靶细胞基因毒性的机制探索

遗传病的基因治疗需要将目的基因插入到能再生的干细胞基因组DNA中，并维持转基因的长期稳定表达。逆转录病毒载体是基因治疗遗传性血液病试验中最常用的载体，但是该类载体异位整合于靶细胞基因组中，能导致插入性突变等靶细胞基因毒性（genotoxicity），从而引起靶细胞的异常增生，甚至诱发癌变等灾难性后果。我们以前的研究表明，隔离子cHS4不仅通过保护转基因的表观遗传修饰不受靶细胞染色质位置效应的影响而增强转基因的表达，而且能显著降低逆转录病毒载体引起的靶细胞基因毒性。在以上研究基础上，本项目拟从探索隔离子cHS4是否能阻断逆转录病毒载体的转录通读，以及是否能减轻逆转录病毒载体对插入位点附近的靶细胞染色质表观遗传修饰的影响两个方面，研究cHS4降低载体引起的靶细胞基因毒性的机制。这对完善隔离子cHS4的功能研究和研发更加安全的基因治疗载体治疗遗传性血液病具有重要意义。相关研究国内外未见报道。

遗传病的基因治疗需要将目的基因插入到能再生的干细胞基因组DNA中，并维持转基因的长期稳定表达。逆转录病毒载体是基因治疗遗传性血液病试验中最常用的载体，但是该类载体异位整合于靶细胞基因组中，能导致插入性突变等靶细胞基因毒性（genotoxicity），从而引起靶细胞的异常增生，甚至诱发癌变等灾难性后果。我们以前的研究表明，隔离子cHS4不仅通过保护转基因的表观遗传修饰不受靶细胞染色质位置效应的影响而增强转基因的表达，而且能显著降低逆转录病毒载体引起的靶细胞基因毒性。在以上研究基础上，本项目拟从探索隔离子cHS4是否能阻断逆转录病毒载体的转录通读、异常剪接等基因组基因表达失调以及是否能减轻逆转录病毒载体对插入位点附近的靶细胞染色质表观遗传修饰的影响两个方面，研究cHS4降低载体引起的靶细胞基因毒性的机制。在本课题研究中，我们发现隔离子cHS4能降低载体异常转录本引起的细胞基因表达紊乱，包括载体转录通读和异常剪接。而该隔离子单独并不能直接终止转录功能，提示隔离子cHS4可能通过与其它因子协同作用，阻断异常转录通读和异常剪接。对于病毒整合载体对基因组表观遗传学的影响部分，初步研究表明，逆转录病毒载体以及隔离子cHS4对插入位点附近细胞基因组基因的表观遗传学无明显影响。