干细胞宫内移植治疗β地中海贫血小鼠模型

β地中海贫血（简称β地贫）是一种严重危害人体健康的遗传性血液病，目前尚无有效的根治方法。因此，探索新的治疗途径具有重要意义。β654地贫（简称β654）是中国人特有和最常见的β地贫类型之一，是由于在β珠蛋白基因第二内含子的654位核苷酸发生点突变所致。本课题拟将β654地贫模型小鼠作为研究材料，利用胎鼠免疫系统尚未成熟的有利条件，通过造血干细胞宫内移植途径，移植来源于GFP转基因小鼠或人脐血的造血干细胞，获得β654小鼠同种异体或异种异体嵌合体模型。综合应用分子生物学、细胞生物学、病理学、免疫学等技术，研究和分析模型小鼠各器官中外源细胞嵌合及髓外造血改善情况；动态检测嵌合体中血液学参数的变化，分析外源干细胞对β654地贫小鼠的治疗效果。同时在活体水平深入研究供体干细胞在小鼠体内的归巢、分化等生物学特征及相关机理，为探讨宫内干细胞移植治疗β地贫和其它遗传病提供新的科学思路和应用基础。

β654地中海贫血（简称β654）是中国人中最常见的β地贫突变类型，由β珠蛋白第2内含子的第654位C→T突变所致，目前尚无有效的根治方法，因此探索新的治疗途径具有重要意义。.宫内造血干细胞移植，即在妊娠早中期胎儿免疫系统未成熟时，将外源造血干细胞输入到胎儿体内，使其在受体中归巢并增殖分化，进而起到治疗的作用。.本研究通过对宫内移植方法的改进，首次将移植的时间提前到了孕12.5天，并取得了较高的嵌合率（73％）。.然后，我们将分离的转荧光素酶和GFP基因的小鼠骨髓Sca-1＋造血干细胞植入β654地贫胎鼠腹腔内，建立了同种异体嵌合体小鼠模型。结果发现出生的嵌合体中β654地贫小鼠的比率显著高于对照组（46% vs 25%），外源细胞可在嵌合体小鼠外周血、骨髓及其它组织中长期存在并迁移。.对嵌合体小鼠血液学指标的长期监测发现，与对照组相比，移植组的血红蛋白（7.9±0.4 vs. 10.5±0.4 g/dL）和红细胞水平（5.9±0.4 vs. 7.5±0.3 1012/L）均有显著升高，异形红细胞和靶型细胞的比例显著下降（40.1±4.1 vs. 24.5±3.9％），网织红细胞数目减少（281.2±8.3 vs. 180.3±6.9‰）。与此同时，嵌合体小鼠脾脏体积减小、重量减轻，红髓范围减少，髓外造血减轻；肝脏中铁离子沉积减少；骨髓中有核细胞比例也显著降低。上述症状的改善可以持续近1年的时间。.而后，我们以人脐血干细胞为供体，建立了异种异体嵌合体模型。分子和细胞生物学实验结果均证实其外周血和骨髓中均存在一定数量的人源细胞，并能表达正常剪接的人β珠蛋白。进一步分析发现宫内移植的人造血干细胞能在嵌合体小鼠的骨髓中归巢，并向红系分化，从而改善β654地贫小鼠的贫血症状。.通过对嵌合体小鼠出生后的继续治疗我们发现，小鼠腹腔注射造血干细胞后2天，其红细胞（8×1012/L上升到9.5×1012/L）和血红蛋白水平（约10g/dL提高到约12g/dL）即稳定上升，治疗效果可维持1-2个月。治疗过程中受体未产生明显的免疫排斥反应。.本项目通过宫内移植造血干细胞的方式建立了稳定的同种异体/异种异体β654地贫嵌合体小鼠模型，植入的外源干细胞能够长期纠正小鼠的贫血症状。这一研究为了解干细胞移植后的体内行为，探讨宫内干细胞治疗的有效性提供了大量科学的资料。