复旦大学《Cell》提出线粒体遗传病防治新策略

　　

生物通报道  来自复旦大学、安徽医科大学第一附属医院和哈佛医学院的研究人员，在新研究中证实采用极体（Polar Body）基因组移植技术有潜力预防线粒体疾病遗传。这一重要的研究成果发表在6月19日的《细胞》（Cell）杂志上。

复旦大学的朱剑虹（Jianhong Zhu）教授和沙红英（Hongying Sha）博士是这篇文章的共同通讯作者。朱剑虹的主要研究方向为干细胞神经再生医学、发育神经生物学和神经肿瘤。曾被世界神经外科联合会（WFNS）评选为“世界青年神经外科医生大奖”，获国际癌症基因治疗大会最佳论文奖。沙红英博士的研究领域则主要包括两方面：体细胞核移植技术介导的人体细胞重编程为多能干细胞研究；以及胚胎干细胞定向诱导分化为神经谱系细胞研究。

线粒体是人体细胞中的一种重要细胞器，它是细胞能量储存和供给的场所，是细胞的氧化中心和动力站。线粒体内有自己的遗传物质线粒体DNA（mtDNA），mtDNA可以自我复制、转录和翻译。由于mtDNA只通过母系遗传，即只来源于卵细胞，与精子无关。母亲的线粒体异常会导致一系列的疾病和退行性病状，比如II型糖尿病、线粒体肌病以及Leigh综合征等，其中有些甚至有可能是致命的。据统计，大约每250个新生儿中就有1个带有可能致病的线粒体DNA突变。

当前，对于这些线粒体疾病没有有效的治疗或遗传筛查方法；核基因组移植为预防线粒体DNA疾病遗传带来了巨大的希望。这种方法是通过从一对夫妇提供的受精卵中取出细胞核，然后将其植入另一个去除了细胞核的受精卵中。由此所获得的受精卵含有原父母的细胞核DNA和另一名女性的线粒体DNA（延伸阅读：Science关注“设计婴儿”风波）。不过近期的研究发现，卵细胞的细胞核移植时，仍可能有大约2%的供体mtDNA被带入到受体细胞中。

雌性生殖细胞形成过程中经过两次成熟分裂，形成一个大型的单倍体卵细胞和2～3个小型的细胞，这些小型的细胞称为极体(polar body)。考虑到在减数分裂中产生的极体缺乏线粒体，且具有与卵母细胞相同的基因组物质，研究人员提出了一个奇思妙想：采用极体移植来阻止mtDNA变异传播。

研究人员在小鼠中比较了不同生殖细胞基因组移植方法的效应，其中包括纺锤体-染色体移植、原核移植以及第一极体和第二极体移植。研究人员证实，这些重建的胚胎可支持正常的受精，以及生成活体后代。重要的是，他们发现极体移植生成的F1代与其他程序生成的F1代相比具有最少的供体mtDNA。并且，极体移植的F2后代mtDNA表型仍然维持稳定。

这些临床前模型研究结果表明了，极体移植具有极大的潜力用于预防遗传性mtDNA疾病。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Polar Body Genome Transfer for Preventing the Transmission of Inherited Mitochondrial Diseases

Inherited mtDNA diseases transmit maternally and cause severe phenotypes. Currently, there is no effective therapy or genetic screens for these diseases; however, nuclear genome transfer between patients’ and healthy eggs to replace mutant mtDNAs holds promises. Considering that a polar body contains few mitochondria and shares the same genomic material as an oocyte, we perform polar body transfer to prevent the transmission of mtDNA variants……

作者简介：

朱剑虹

1955年11月出生于南京市，教育部****,复旦大学特聘教授, 复旦大学医学神经生物学国家重点实验室副主任，复旦大学附属华山医院神经外科教授。他曾在德国柏林洪堡大学获得细胞生物学博士学位和在苏州大学医学院取得神经外科博士学位。

朱剑虹教授长期从事神经外科和神经生物学临床、研究和教学工作，尤其在神经干细胞生物学、神经损伤修复和中枢神经系统肿瘤方面作了深入研究。先后主持了国家基础研究计划（973项目）课题,上海市科委重大研究项目的研究和国家自然科学基金项目。研究成果在《新英格兰医学杂志》发表。曾被世界神经外科联合会(WFNS)评选为“世界青年神经外科医师大奖”。获国际癌症基因治疗大会最佳论文奖。是亚洲－太平洋洲神经外科联合会（AASNS）司库（Treasurer），英国杂志《Regenerative Medicine》编委，美国杂志《Reviews on Clinical Trials》编委。中国神经肿瘤专业委员会副主任委员，中国神经科学学会神经发育与再生分会副主任委员，上海神经科学学会副理事长，《中华神经医学杂志》编委，《中华外科杂志》特约编委，《中华实验外科杂志》编委，《中华现代中西医杂志》编委，《中国神经精神疾病杂志》编委，《中国微侵袭神经外科杂志》编委，《国际神经病学神经外科学杂志》编委和《中国神经肿瘤杂志》副主编。

研究方向
干细胞神经再生医学、发育神经生物学和神经肿瘤

沙红英 

教育背景
2004,9---2007,6：同济大学生命科学与技术学院，获医学博士学位；2001,9---2004,6：华东师范大学生命科学学院，获理学硕士学位；1987,9---1991,6：华东师范大学生物学系，获理学学士学位。
博士后工作经历
2007,7---2009,6：复旦大学附属华山医院神经外科,临床医学博士后
工作经历
2009,7--- ：复旦大学医学神经生物国家重点实验室，神经干细胞组
1991,7---2001,8：江苏联环药业集团，新药研发工程师

主要研究方向包括2个部分：（1）体细胞核移植技术介导的人体细胞重编程为多能干细胞研究，（2）胚胎干细胞定向诱导分化为神经谱系细胞研究。教学方面，承担神经生物学系神经发育相关的教学任务。在担任临床八年制学生的指导老师过程中，获得“上海医学院2008级临床医学专业八年制本科生优秀导师”称号。