干细胞研究与治疗杂志

抽象的

保障干细胞再生疗法免受医源性致癌作用：由 POLA1 启动子控制的 DNASE1、DNASE1L3、DNASE2、DFFB 转基因表达在增殖和定向分化中抵抗人类自体多能诱导干细胞导致其死亡

Marek Malecki、Christine LaVanne、多米尼克·阿罕布拉、Chaitanya Dodivenaka、Sarah Nagel 和 Raf Malecki

简介：使用干细胞进行再生治疗的最坏并发症是医源性致癌。我们工作的最终目标是开发一种自我触发反馈机制，旨在导致所有干细胞死亡，这些干细胞抵抗定向分化，不断增殖，并可能长成肿瘤。具体目标：具体目标有三个方面：（1）对由 POLA 启动子控制的人类重组 DNASE1、DNASE1L3、DNASE2、DFFB 的 DNA 构建体进行基因工程改造；（2）对抗 SSEA-4 抗体引导载体进行生物工程改造，将转基因递送至人类未分化和增殖多能干细胞；（3）通过转基因表达人类重组 DNases（hrDNases）导致增殖和定向分化抵抗干细胞死亡。方法：对由 POLA 启动子控制的人类重组 DNASE1、DNASE1L3、DNASE2、DFFB 的 DNA 构建体进行基因工程改造。专门针对表达 SSEA-4 的干细胞的载体经过生物工程改造。健康志愿者的骨髓单核细胞 (BMMC) 被诱导成具有非整合质粒的人类自体多能干细胞 (hapiSC)。诱导干细胞定向分化为内皮细胞是通过 EGF 和 BMP 实现的。抗 SSEA 4 抗体引导的 DNA 载体将人类重组 DNases 的转基因递送到增殖干细胞中。结果：通过转基因表达重组荧光融合蛋白：VE 钙粘蛋白、claudin、zona occludens 1 和 catenin，突出紧密连接和粘附连接形成，从而验证多能诱导干细胞分化为内皮细胞。通过突出由 POLA 启动子控制的重组荧光蛋白的转基因表达来确定干细胞的增殖，同时还报告 hrDNases 转基因的表达。 DNases 转基因的表达导致染色质结构完全崩溃，增殖细胞基因组 DNA 降解。增殖干细胞（而非分化干细胞）被有效诱导死亡。结论：本文描述了该策略的概念验证，即在增殖和定向分化抗性干细胞中转基因表达基因工程人类重组 DNases 导致其死亡。这种新策略降低了干细胞治疗中医源性致癌的风险。