优化筛选高效转导人造血干细胞的杂合型AAV载体及其在β-地中海贫血基因治疗中的实验研究

本项目拟在们前期工作基础上探索AAV2转导造血干细胞效率低的机制，进一步优化构建包装纯化携带标记基因EGFP的重组杂合型AAV1, 3-8 载体，用各重组杂合型AAV载体、分别转染来源于人和鼠的造血干/祖细胞，筛选高效转导人的造血干/祖细胞的杂合型AAV载体,以此构建携带β-珠蛋白基因的杂合型AAV载体，转导流产的β-重型地贫胎儿骨髓源造血干/祖细胞，将转染后的细胞移植入照射裸鼠体内，系统检测受体鼠内人β-珠蛋白基因的表达水平、整合及造血系表达特性等。统计数据，分析、评估该杂合型AAV载体用于β-地贫基因治疗的有效性，为β-地中海贫血基因治疗奠定坚实的实验基础。

本项目在我们前期工作基础上，采用分子生物学方法优化构建、包装、纯化了携带标记基因GFP的AAV1、AAV2、AAV6、重组病毒载体，分别用其感染人源造血干/祖细胞，用流式检测被感染的造血干/祖细胞，筛选出杂合型AAV6转导效率较高，以此构建了携带β-珠蛋白基因的重组杂合型载体，分别感染不表达β- globin基因的K562细胞与无β- globin基因的MEL细胞，用RT-PCR检测其细胞感染后均有外源β- globin基因的的表达；表明该病毒载体能成功介导外源β- globin在细胞的的转导，进一步用该重组病毒分别感染5例流产的重型β-地贫胎儿及2例β-地贫血患儿骨髓造血干/祖细胞，进行NOD/SCID小鼠移植实验，分子水平检测受体鼠内存在并表达人β-珠蛋白基因，但表达水平较低，用HPLC检测受体小鼠外周血中人血红蛋白β链合成与α链合成比有低水平增加约1.5- 2.8倍左右，实验结果显示该杂合型AAV载体能够感染人造血干/祖细胞，介导正常人β-珠蛋白基因在小鼠体内长期表达，为β-地中海贫血疾病的基因治疗提供了可行性的方案，但总体上需进一步突破AAV病毒载体介导的β- globin基因表达水平，该课题研究具有十分重大的科学意义与极大的临床应用价值。该课题组拟改建现有载体的启动子与Cap包装蛋白，使该载体富有红系靶向性，有望极大提高对造血干细胞感染效率，增加外源导入的正常β- globin基因表达水平与β-珠蛋白合成，以达到临床治疗的有效水平。