通过基因编辑长寿蛋白FOXO3获得优质人类血管细胞

　　近日，中国科学院生物物理研究所刘光慧研究组、北京大学汤富酬研究组和中国科学院动物研究所曲静研究组在Cell Stem Cell杂志发表题为“FOXO3-engineered human ESC-derived vascular cells promote vascular protection and regeneration”的研究论文，通过靶向编辑胚胎干细胞中的长寿基因FOXO3，产生了世界上首例遗传增强的人类血管细胞。

　　血管再生对组织器官的损伤修复具有重要意义。常规体外分化、培养的血管细胞对血管再生及修复作用有限，无法有效恢复缺血区域组织器官血供，一直是再生医学领域的研究的重点及难点。因此，通过技术手段，提高体外培养的血管细胞存活能力及促进血管再生能力，可有效改善缺血后组织修复。

　　该研究中，科研人员使用第三代腺病毒载体HDAdV介导的基因编辑技术巧妙地置换了人类胚胎干细胞中FOXO3基因的第3号外显子中的两个单核苷酸，从而实现了抑制细胞中FOXO3蛋白的磷酸化和降解，促进FOXO3在细胞核内的聚集进而激活下游靶基因的表达。而FOXO3作为众所周知的长寿基因，其稳定持续地表达与延缓细胞衰老、抵御外界应激和增强心血管稳态关系密切。从机制上分析，内源激活的FOXO3通过拮抗CSRP1基因表达，从而抵抗血管细胞的衰老。此外，将遗传增强的人类血管细胞靶向移植到动物模型的缺血部位，可高效促进受损血管的再生，迅速恢复缺血部位的血流，其效果明显优于野生型细胞的血管修复能力。同时，为验证细胞的安全性，研究人员将多种致癌基因导入野生型和遗传增强的干细胞中，发现遗传增强干细胞还可以有效地抵抗癌基因诱导的细胞恶性转化。该研究使规模化和标准化制备优质安全的人类细胞治疗材料成为可能，为未来的再生医学提供了一个极具潜力的选项，对发展更加安全有效的临床细胞治疗策略具有深远意义。