iPS细胞的基因打靶和向间充质干细胞诱导分化技术平台的建立及其在肿瘤基因治疗中的应用研究

In recent year, More and more investigators of cancer gene therapy pay attention to mesenchymal stem cells (MSCs). MSCs possess tumor-tropic properties and have been utilized to deliver therapeutic agents for cancer treatment.In order to use MSCs to treat cancer, beside to choose good anti-tumor factor, it is necessary to obtain standardization and large-scale production of MSCs that stably express anti-tumor factor.Our group prviously developed a new non-viral gene targeting vector，human ribosomal DNA targeting vector (pHrneo), which is capable of targeting therapeutic gene into the human ribosomal DNA locus. The content of this study include: constuction of targeting vector containing an anti-tumor gene ( mda-7 ), gene targeting in induced pluripotent stem cells ( iPSCs) , derivation of MSCs from the targeted iPSCs, anti-tumor effect of the targeted iPSCs-MSCs in vitro and in vivo.

近年来，间充质干细胞（MSCs）可作为载体用于靶向肿瘤治疗备受关注，MSCs能特异地向肿瘤以及其转移灶迁移，可以作为载体表达抗癌因子抑制肿瘤生长。利用MSCs进行肿瘤的基因治疗的过程中，除了要选择合适的抗癌因子外，关键要解决两个问题：1.通过便利的途径获得数量丰富和质量稳定的MSCs；2. 获得能稳定有效表达抗癌因子的MSCs。本研究组前期已构建了一种新型的非病毒打靶载体-人核糖体基因区打靶载体pHrneo，该载体能将外源治疗基因定点靶入到人基因组的核糖体基因区进行稳定、有效表达。本研究拟进一步优化打靶载体结构，构建携带肿瘤治疗基因mda-7的打靶载体，创新性地开展人多潜能干细胞（iPSCs）的基因打靶研究，建立iPSCs向MSCs诱导分化的技术平台，从而利用所获得的数量丰富，能稳定表达mda-7的MSCs开展抑瘤研究。本研究将为利用iPSCs进行"自体化"肿瘤基因治疗提供新的途径。

近年来，间充质干细胞（MSCs）可作为载体用于靶向肿瘤治疗备受关注，MSCs 能特异地向肿瘤以及其转移灶迁移，可以作为载体表达抗癌因子抑制肿瘤生长。利用MSCs 进行肿瘤的基因治疗的过程中，除了要选择合适的抗癌因子外，还需要获得数量丰富且能稳定有效表达抗癌因子的MSCs。. 黑色素瘤分化相关基因7，又名白介素-24（IL-24）是IL-10基因家族的新成员，其在广泛的人类癌症中都能发挥抗肿瘤作用。通常从单个供体获得的MSCs数量不足以应用至临床，而诱导多能干细胞（iPSCs）具有无限增殖和分化的能力使其更具吸引力。我们之前的研究表明，核糖体DNA（rDNA）基因区是外源基因的新安全停泊位点。本研究通过联合rDNA区非病毒打靶载体和转录激活样效应（TALE）切口酶能有效的将IL-24基因整合到人iPSCs的rDNA区中。接下来，通过优化现有方法，将IL-24整合的iPSCs分化成了MSCs（IL-24-iMSCs）。在IL-24-iMSCs中检测到外源IL-24的有效表达，结果显示，IL-24定点整合的iPSCs分化而来的MSCs在小鼠黑素瘤模型中的具有抗肿瘤作用。本项目的研究显示，定点整合iPSCs来源的遗传修饰MSCs在癌症的自体化细胞治疗中具有良好的应用前景。