最近，哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院中心（CUMC）的研究人員研制出一種方法，為色素性視網(wǎng)膜炎（RP，是視力喪失的一個(gè)主要原因）患者開發(fā)出個(gè)性化基因療法。該方法首次利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）技術(shù)，將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為視網(wǎng)膜細(xì)胞，然后將其作為一個(gè)患者特異性疾病模型，用于疾病的研究和臨床前試驗(yàn)。

利用這種方法，Stephen H. Tsang博士帶領(lǐng)的研究小組表明，MFRP（膜卷曲相關(guān)蛋白）基因突變引起的一種RP形式，可破壞賦予視網(wǎng)膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性的蛋白質(zhì)。他們還表明，這些突變的影響可以通過基因療法而得到逆轉(zhuǎn)。該方法可能被用以研制RP其他形式以及其他遺傳性疾病的個(gè)性化療法。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表最近的《Molecular Therapy》雜志——美國基因與細(xì)胞治療協(xié)會(huì)的官方雜志。

眼科學(xué)Laszlo Z. Bito Associate教授、病理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)副教授Tsang博士稱：“利用患者特異性細(xì)胞系，來檢驗(yàn)基因療法精確糾正患者遺傳缺陷的功效，為推進(jìn)個(gè)性化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展提供了另一種工具。”

RP可能在嬰兒期開始，最初的癥狀通常出現(xiàn)在成年早期，從夜盲癥開始。隨著疾病的進(jìn)展，患者視力逐漸喪失。在后期階段，RP可破壞黃斑中的光感受器（其負(fù)責(zé)良好的中央視力）。據(jù)估計(jì)，RP影響美國至少7.5萬人和全世界150萬人。

已知有超過60種不同的基因與RP相關(guān)，因此很難開發(fā)出該疾病的模型。動(dòng)物模型雖然有用，但是由于種間差異，有很大的局限性。研究人員還利用來自眼睛庫的人視網(wǎng)膜細(xì)胞來研究RP。雖然這些細(xì)胞反映了疾病的最后階段，但是，它們很少反映出疾病是如何發(fā)展的。因?yàn)閺幕颊攉@取視網(wǎng)膜細(xì)胞非常危險(xiǎn)，所以目前還沒有RP的人組織培養(yǎng)模型。最后，人類胚胎干細(xì)胞在RP研究中可能是有用的，但是它們充滿了道德、法律和技術(shù)問題。

iPS技術(shù)的使用為這些限制和問題提供了一種途徑。研究人員可以誘導(dǎo)患者自身的皮膚細(xì)胞恢復(fù)到一個(gè)更基本的、胚胎干細(xì)胞樣的狀態(tài)。這種細(xì)胞是“多能性”的，意味著它們可以被轉(zhuǎn)化為各種類型的特化細(xì)胞。

在目前的研究中，CUMC研究小組使用iPS技術(shù)，將取自兩位RP患者（每名患者具有一個(gè)不同的MFRP突變）的皮膚細(xì)胞，轉(zhuǎn)化為視網(wǎng)膜細(xì)胞，從而制備了患者特異性模型用于疾病研究和檢測(cè)潛在的治療方法。

通過分析這些細(xì)胞，研究人員發(fā)現(xiàn)，MFRP的基因突變的主要作用是，破壞肌動(dòng)蛋白的調(diào)節(jié)，肌動(dòng)蛋白是構(gòu)成細(xì)胞骨架、賦予細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性的腳手架。Tsang博士稱：“通常情況下，細(xì)胞骨架看起來像一系列連接的六邊形。如果細(xì)胞失去其結(jié)構(gòu)，它就失去了發(fā)揮功能的能力。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)，MFRP與另外一個(gè)基因CTRP5共同發(fā)揮作用，正常的肌動(dòng)蛋白調(diào)控需要這兩個(gè)基因之間的平衡。

在下一階段的研究中，CUMC研究小組使用腺相關(guān)病毒（AAVs），將MFRP的正?？截?，引入iPS來源的視網(wǎng)膜細(xì)胞中，成功地恢復(fù)了細(xì)胞的功能。研究人員還利用基因療法來“拯救” MFRP基因突變導(dǎo)致的RP小鼠。根據(jù)Tsang博士介紹，小鼠的視覺功能得到了長(zhǎng)期改善，光感受器數(shù)目得以恢復(fù)。

本文共同作者、CUMC發(fā)育細(xì)胞生物學(xué)助理教授Dieter Egli博士指出：“這項(xiàng)研究提供了體內(nèi)和體外證據(jù)表明，MFRP基因突變引起的視力喪失，可以用AAV基因療法進(jìn)行治療。”

Tsang博士認(rèn)為這種方法也可以用于研究其他RP形式。他說：“通過基因組測(cè)序研究，我們發(fā)現(xiàn)有數(shù)百個(gè)遺傳拼寫錯(cuò)誤與RP相關(guān)。但直到現(xiàn)在，我們很難能查明是否這些拼寫錯(cuò)誤真正會(huì)引起RP。原則上，iPS細(xì)胞可以幫助我們確定這些基因是否真的會(huì)引起RP，了解它們的功能，并最終制定個(gè)性化的治療方法。”