利用突变基因修复的人iPSC-MSC细胞改善成骨不全症小鼠异常成骨的研究

基本信息
批准号:81702114
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:滕松松
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:易诚青,戴祯,牛科润,杨孟恺
关键词:
间充质干细胞骨修复骨遗传性疾病成骨不全症自体干细胞移植
结项摘要

Over 90% cases of osteogenesis imperfecta (OI) are caused by dominant mutations in the COL1A1 and COL1A2 genes. A variety of investigations have demonstrated that allogeneic mesenchymal stem cells (MSC) transplantation is able to greatly improve the abnormal bone production. However, to date, there has been no report on the effect of the transplantation of autologous gene-corrected stem cells on bone phenotype in murine OI models. In the preliminary experiments, we confirmed the feasibility of using CRISPR/Cas9-mediated homologous recombination in induced pluripotent stem cells (iPSC). In this proposal, we intent to create human induced pluripotent stem cells (iPSC) carrying COL1A1 gene mutation using the CRISPR/Cas9 genome editing system to model OI. Then, we will use the CRISPR/Cas9 system to correct the mutant COL1A1 gene by homologous recombination. After gene-corrected iPSC differentiate into MSC (iPSC-MSC), they will be transplanted into the murine OI models. The mechanism of iPSC-MSC migration and engraftment and the improvement of bone production will be investigated. Finally, this technique will be used to correct the mutant COL1A1 gene in OI patient-specific iPSC to confirm its feasibility.This investigation may lay the foundation for the utilization of autologous gene-corrected stem cells for the treatment of OI in the future.

90%以上的成骨不全症(OI)是由于I型胶原编码基因COL1A1/ COL1A2突变引起的常染色体显性遗传。众多研究表明,同种异体间充质干细胞(MSC)移植可明显改善OI的异常成骨,但自体突变基因修复干细胞移植治疗OI至今未有报道。在前期工作中,我们已验证所构建的CRISPR/Cas9系统介导的同源重组在诱导性多能干细胞(iPSC)中的可行性。本课题组拟利用CRISPR/Cas9技术构建COL1A1基因突变的人OI模拟iPSC细胞系,并用该技术介导的同源重组修复COL1A1基因的突变,将突变基因修复的iPSC诱导分化为MSC(iPSC-MSC)后移植入OI小鼠体内,对iPSC-MSC示踪分析,研究其体内迁移、定植和改善异常成骨的机制,最后利用该技术修复OI患者iPSC中COL1A1基因的突变,进一步验证其可行性,从而为患者自体干细胞移植治疗OI奠定基础。

项目摘要

成骨不全症(OI)主要是由于I型胶原编码基因COL1A1或COL1A2发生突变而引起的常染色体显性遗传病,目前尚无治愈的手段。众多研究表明,同种异体间充质干细胞(MSCs)移植可明显改善OI的异常成骨,但异体MSCs来源有限、携带病毒/细菌风险及受体需放化疗处理等缺陷限制其发展。因此,本研究主要探索自体突变基因修复的MSCs移植治疗OI的可行性,从而规避上述风险。本课题组成功利用CRISPR/Cas9技术建立了COL1A1基因突变的OI模拟细胞系及OI小鼠模型,并利用同源重组技术修复了OI模拟细胞系突变的COL1A1基因,细胞重新表达结构和功能正常的I型胶原,突变基因修复的自体iPSC-MSCs经尾静脉移植入OI小鼠体内后发现小鼠骨量显著增加,异常成骨明显改善。本项目不仅成功构建了OI模拟细胞系及小鼠模型,为今后OI的病理机制、药物筛选及细胞治疗研究等提供有效的细胞和动物模型,也为利用突变基因修复自体干细胞移植治疗OI的可行性提供了依据,从而为OI干细胞治疗提供一种新思路。本项目研究成果在Biosci Rep及Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis等期刊发表论文2篇。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

DOI:10.3870/j.issn.1001-4152.2021.10.047
发表时间:2021
3

高龄妊娠对子鼠海马神经干细胞发育的影响

高龄妊娠对子鼠海马神经干细胞发育的影响

DOI:10.7499/j.issn.1008-8830.2003213
发表时间:2020
4

污染土壤高压旋喷修复药剂迁移透明土试验及数值模拟

污染土壤高压旋喷修复药剂迁移透明土试验及数值模拟

DOI:10.11908/j.issn.0253-374x.19265
发表时间:2020
5

基于抚育间伐效应的红松人工林枝条密度模型

基于抚育间伐效应的红松人工林枝条密度模型

DOI:10.12171/j.1000–1522.20200057
发表时间:2021

滕松松的其他基金

相似国自然基金

1

I型胶原突变相关成骨不全症修饰基因及其功能的研究

批准号:81871749
批准年份:2018
负责人:赵秀丽
学科分类:H06
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
2

胶原蛋白甘氨酸突变导致成骨不全症的分子机制研究

批准号:21305056
批准年份:2013
负责人:肖建喜
学科分类:B0403
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

I型胶原变异相关重型成骨不全症的基因治疗研究

批准号:81472053
批准年份:2014
负责人:赵秀丽
学科分类:H06
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
4

成骨不全家系的致病基因突变位点检测及与表型的关系研究

批准号:30800387
批准年份:2008
负责人:张浩
学科分类:C1102
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目