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综述:CRISPR/Cas基因编辑的iPSCs与间充质干细胞在地中海贫血治疗中的潜力概述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月04日 来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology 4.3
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这篇综述系统探讨了CRISPR/Cas9基因编辑技术联合诱导多能干细胞(iPSCs)和间充质干细胞(MSCs)在地中海贫血(thalassemia)治疗中的应用潜力,涵盖造血干细胞移植(HSCT)的局限性、基因校正策略及并发症管理,为单基因遗传病治疗提供了新视角。
地中海贫血作为最常见的单基因遗传病之一,传统依赖造血干细胞或骨髓移植,但供体稀缺和铁过载等并发症促使研究者探索新疗法。CRISPR/Cas9技术与干细胞技术的结合,为患者摆脱长期输血和铁螯合治疗带来了希望。
发病机制
地中海贫血因α或β珠蛋白链合成缺陷导致红细胞寿命缩短和溶血性贫血,临床表现为苍白、肝脾肿大等。α-地中海贫血和β-地中海贫血的严重程度与突变基因数量相关,重型患者需终身输血或HSCT。
并发症
长期输血导致铁沉积引发多器官损伤,包括心肌病、肝纤维化、骨质疏松及内分泌紊乱。67.7%的β-地中海贫血患者至少伴发一种并发症,其中心脏疾病是主要死因。
现有疗法局限
异体HSCT是目前唯一根治手段,但HLA匹配困难及移植物抗宿主病(GVHD)风险限制其应用。脐带血和外周血干细胞移植虽具低免疫原性优势,仍面临植入延迟和感染风险。
新型策略
自体干细胞经CRISPR/Cas9校正后回输可避免排斥反应。iPSCs通过重编程患者体细胞获得,可分化为正常造血干细胞(HSCs);MSCs则通过多向分化能力修复骨、肝等组织损伤。
技术优势
CRISPR/Cas9可精准修复HBA/HBB基因突变,分化后的红细胞能替代缺陷细胞。研究显示,碱基编辑器(ABE)对IVSI-110(G>A)突变校正效率达90%。
挑战
脱靶效应和递送效率是关键瓶颈。高保真Cas9变体(如eSpCas9)和脂质纳米颗粒递送系统正在优化中。
生物学特性
MSCs源自骨髓、脐带等组织,具有免疫调节和组织修复功能。其分泌的细胞因子可改善HSCs归巢,并缓解铁过载导致的骨髓微环境异常。
并发症治疗
动物模型中,MSCs分化为心肌细胞、肝细胞等,显著改善心功能、肝纤维化及骨质疏松。CD317+ MSCs通过高表达TSG6增强抗炎作用,为免疫相关并发症提供新思路。
需标准化iPSCs分化协议、优化CRISPR递送系统,并通过多学科协作推动临床转化。基因编辑的伦理监管和长期安全性评估仍是重点。
(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非文献依据的结论。)
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