摘要自体,CCR5基因编辑的造血茎和祖细胞(HSPC)移植是实现HIV缓解的有前途的策略。但是,只能在体内编辑一小部分HSPC,以防止感染。要投影HIV缓解所需的CCR5版本的阈值,我们开发了一种数学模型,该模型概述了SHIV-1157IPD3N4感染的Pigailed Macaques的血液T细胞重建和血浆Simian-HIV(SHIV)动力学,该动力学与CCR5 Genee Editie ccr5 Gene Editied。该模型预测,当分析治疗中断(ATI)可以获得病毒控制时:(1)移植的HSPC至少比全身辐照后残留的内源性HSPC高至至少五倍,并且(2)受保护的HSPC的分数在移植中触发了阈值(76–94-94-94%),以使跨度的差异得出了跨度的差异,以胜过跨度的跨度。在这些条件下,如果扣留了ATI,直到移植基因改性细胞植入并重构为稳定状态,则预计会发生自发的病毒控制。
戴蒙德-布莱克凡贫血 (DBA) 是一种遗传性血液疾病,由核糖体蛋白 (RP) 基因(最常见的是 RPS19)的杂合功能丧失突变引起。DBA 的标志性特征是婴儿发生的发育不全性贫血,但一些年龄较大的患者会出现骨髓细胞减少症和多系血细胞减少症。DBA 中贫血的机制尚不完全清楚,对于生命后期发生的全血细胞减少症的了解就更少了,部分原因是患者的造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 难以获得,而目前的实验模型并不理想。我们通过使用 CRISPR/Cas9 编辑健康人类供体 CD34 + HSPC 来创建 RPS19 单倍体不足,从而模拟了 DBA。体外分化显示髓系生成正常和红细胞生成受损,如在 DBA 中观察到的那样。移植到免疫缺陷小鼠体内后,RPS19 +/− HSPC 的骨髓再生能力显著降低,表明造血干细胞 (HSC) 受损。RPS19 单倍体不足导致的红细胞和 HSC 缺陷可通过用表达 RPS19 的慢病毒载体转导或通过 Cas9 破坏 TP53 得到部分纠正。我们的研究结果基于对原代人类 HSPC 的基因组编辑,定义了一种可处理、生物学相关的 DBA 实验模型,并确定了一种模拟 DBA 全造血缺陷的相关 HSC 缺陷。
严重的急性呼吸综合症冠状病毒2(SARS-COV-2)感染主要影响呼吸系统,但可能引起血液学改变,例如贫血,淋巴细胞减少和血小板减少症。先前的研究报告说,SARS-COV-2有效地感染了造血茎和祖细胞(HSPC)。但是,尚未描述对造血和免疫重建的后续影响。在这里,我们评估了使用SARS-COV-2 Omicron变体假病毒(PSV)的脐带血液衍生的HSPC感染的病理影响。OMICRON PSV感染的HSPC的转录组分析揭示了涉及炎症,衰老和NLRP3炎症的基因的上调,这表明插入的潜在触发触发器。OMICROR PSV感染的HSPC呈现的多重祖细胞数量减少(粒细胞 - 红细胞 - 巨噬细胞 - 巨噬细胞 - 巨核细胞群形成单位)ex vivo和vivo和重生的造血干细胞(Ki-67--hcd34 + s) γ空小鼠模型(Omicron小鼠)。此外,Omicron PSV感染诱导了HSPC的髓样偏差。用抗病毒剂纳米摄影烯氧化物治疗,部分缓解了体外和体内的髓样偏置和炎症表型。这些发现提供了有关SARS-COV-2感染的造血和免疫作用异常的见解,并突出了潜在的治疗干预措施。
基因编辑的造血茎和祖细胞(HSPC)的自体移植可以在不久的将来作为选择的多种遗传疾病(包括溶酶体储存疾病(LSD))的选择。HSPC的传统基因治疗方法基于慢病毒载体对转基因的整合,而最近靶向的盒式磁带的整合通常由设计器核酸酶支持。无论哪种情况,转基因的表达通常都由外源无处不在的启动子维持,该启动子可能会改变或失调周围的原始癌基因和/或肿瘤抑制器的表达。此外,普遍存在的启动子在干细胞水平上诱导所需转基因的表达,这可能会影响其功能性,因为已建议将半乳糖脑脑苷酶(Krabbe)或葡萄糖脑苷酶(Gaucher)的过表达表达。,我们基于将剪接功能的盒式集成到谱系特异性基因座的内含子中的集成基于HSPCS的新型基因编辑系统。这种方法旨在防止转基因在干细胞水平上的表达,仅在细胞分化后触发转基因表达。作为概念证明,我们编辑了CD11b在HSPC中的内含子,并诱导转基因(用于治疗I型I型的GFP或IDUA)在体外分化和体内髓细胞塑料插入后的髓样含量I型)中的髓样特异性表达。我们证明了这种方法对CD20和CD4基因的可运输能力。
干细胞是成熟器官中细胞的前体。他们参与了胚胎发生的不同阶段,也参与器官发育的更高级阶段。它们分化为更成熟的细胞,高度取决于其微环境中的信号。造血干和祖细胞(HSPC)是所有血细胞类型的基础。由于它们驻留在一个相当明确的利基市场中,该利基市场由间充质基质细胞(MSC)和内皮细胞(EC)组成,因此它构成了研究HSPCS和小裂细胞之间相互作用的出色模型。这些细胞在胚胎发生过程中很少见,并且会产生。然后,他们在利基市场中找到自己的房屋,并每天产生数十亿个血细胞。在小鼠中,通过在麻醉小鼠上进行手术方法来获取颅骨表面的血管(称为Calvarium)的血管来完成对活动物中这些干细胞的观察,可以使用显微镜对其进行成像。但是,这些传统方法在解决方案方面仍然不足以定义内源性HSPC在其利基市场中的超微结构。
摘要:慢性肉芽肿病 (CGD) 是一种遗传性免疫缺陷病,主要由 X 连锁 CYBB 基因突变引起,该突变会破坏吞噬细胞和微生物防御中的活性氧 (ROS) 产生。使用造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 中的 CRISPR/Cas9 系统进行基因修复是一种很有前途的 CGD 治疗技术。为了支持建立有效且安全的 CGD 基因疗法,我们生成了一种携带患者来源的 CYBB 基因突变的小鼠模型。我们的 CybbC517del 小鼠系显示出 CGD 的特征,并为 Cybb 缺陷的 HSPC 提供了来源,可用于评估体外和体内的基因治疗方法。在 HSPC 中使用 Cas9 RNPs 和 AAV 修复载体的设置中,我们表明 19% 的治疗细胞中的突变可以得到修复,并且治疗可以恢复巨噬细胞的 ROS 产生。总之,我们的 CybbC517del 小鼠系为改进和评估新型基因疗法以及研究 X-CGD 病理生理学提供了一个新的平台。
有针对性的基因组编辑具有治疗需要蛋白质替代疗法的疾病的巨大治疗潜力。为了开发独立于特定患者变形的平台,可以将治疗转基因插入安全且高度转录的基因座,以最大程度地提高蛋白质表达。在这里,我们描述了一种实现人类造血干/祖细胞(HSPCS)中有效基因靶向有效基因的方法,并通过红细胞动力学谱系对临床相关蛋白质的鲁棒表达。使用CRISPR-CAS9,我们在内源性α-珠蛋白启动子的转录控制下整合了不同的转基因,从而概括了其高和红细胞的特异性表达。源自靶向HSPC的促成的细胞分泌不同的治疗蛋白,该蛋白保留了酶活性和交叉校正患者细胞。此外,修饰的HSPC在移植小鼠中保持长期重生和多系分化潜力。总的来说,我们为不同的治疗应用(包括血友病和遗传的代谢疾病)建立了一个安全且通用的基于CRISPR-CAS9的HSPC平台。
摘要 :造血干细胞移植 (HCT) 和基于干细胞的基因疗法依赖于收集足够的 CD34 + 造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 的能力,通常通过外周血动员实现。常用的 HSPC 动员方案包括单药粒细胞集落刺激因子 (G-CSF)、普乐沙福、化疗或这些药物的组合。然而,这些方案通常需要多日的注射和白细胞分离术才能收集足够的 HSPC 用于 HCT(最低 = > 2 × 10 6 CD34 + 细胞/kg;最佳 = 5-6 × 10 6 CD34 + 细胞/kg)。此外,考虑到成功的基因编辑和制造需要的 HSPC 数量要高得多,这些方案通常会为基于 HSPC 的基因编辑疗法产生次优的 CD34 + HSPC 数量。同时,G-CSF 与骨痛等常见不良事件以及罕见但可能危及生命的脾破裂风险增加有关。此外,G-CSF 对镰状细胞病患者不安全,镰状细胞病是可能从自体 HSPC 基因编辑疗法中受益的关键患者群体,G-CSF 与不可接受的严重血管闭塞和血栓事件发生率有关。Motixafortide 是一种新型 CXCR4 抑制剂,具有延长的体内活性(> 48 小时),临床前和临床试验表明,它可以快速动员大量 HSPC 为 HCT 做准备,同时通过免疫表型和单细胞 RNA 表达谱优先动员更多更原始的 HSPC。在这篇综述中,我们介绍了干细胞动员的历史和新型动员策略的最新创新,特别关注了长效 CXCR4 抑制剂莫替沙福肽作为新型 HSPC 动员剂的开发。
克隆性造血 (CH) 是一种与年龄相关的过程,在此过程中,造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 获得突变,从而获得增殖优势和克隆扩增。最常见的突变基因是表观遗传调节因子、DNA 损伤反应基因和剪接因子,这些基因对于维持功能性 HSPC 至关重要,并且经常参与血液系统恶性肿瘤的发展。已知的 CH 风险因素,包括年龄、之前的细胞毒性治疗和吸烟,会增加患 CH 的风险和/或可能增加 CH 适应性。CH 已成为许多与年龄相关的疾病的新风险因素,例如血液系统恶性肿瘤、心血管疾病、糖尿病和自身免疫性疾病等。未来表征驱动 CH 进化的机制对于开发预防和治疗方法至关重要。
我们和其他人先前报道说,Bio5192是整联蛋白α4β1(VLA-4)的小分子抑制剂,或BOP,一种双α4β1 /α9β1抑制剂,诱导了鼠类HSPC的快速和可逆动员,并与g-csfeist和 /或 /或 /或ccxs is ander is anderix tosiss cysists cysists cysist anderix anderix t.11,12最近,将CXCR2激动剂生长的截短版本结合的研究与plerixafor或plerixafor或vla-4抑制剂相结合的截短版本表明,在小鼠中,在小鼠中表现出显着的HSPC动员。13-15然而,由CXCR2激动剂,CXCR4拮抗剂或VLA-4抑制剂的这些双重组合引起的HSPC动员的瞬态性质代表了其持续发展的障碍,因为它们可能会为供应者提供足够的HSPC的足够时间,从而为供应者提供足够的时间。在这里,我们测试了用VLA-4和CXCR4抑制剂同时给予TGRO-β后鼠HSPC动员的效率。