rna干扰pten基因对骨髓间充质干细胞移植治疗.doc

RNA干扰PTEN基因对骨髓间充质干细胞移植治疗 心肌梗死的影响及机制分析 一、项目实施的背景和意义 骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死是近年来的研究热点，已有大量研究证实骨髓间充质干细胞的移植能有效的促进损伤心脏的修复，但是仍然有许多问题有待解决，其中很重要的一点就是心梗后损伤局部的缺血缺氧微环境和早期炎症反应不利于移植细胞的存活，致使骨髓间充质干细胞移植对心肌梗死的治疗效果受到限制，如果能提高骨髓间充质干细胞的存活和增殖能力，就将可能提高其移植治疗效果。PTEN基因是目前发现的第一个具有特异性磷酸酶活性的抑癌基因,能有效抑制肿瘤细胞的生长。同时，PTEN基因沉默能通过Akt途径而使Bcl-2蛋白表达增多，从而抑制细胞凋亡。所以本研究设计对骨髓间充质干细胞的PTEN基因进行RNA干扰，通过抑制PTEN基因的表达进而促进干细胞增殖，抑制干细胞凋亡，促进干细胞对缺血缺氧和各种炎症介质的耐受能力，从而能为临床上干细胞移植治疗心肌梗死提供更能适应损伤环境的种子细胞。 二、项目涉及的相关技术在国内外的研究现状和发展趋势 目前临床上对于心肌梗死的治疗方法有药物治疗、手术治疗、介入治疗等，但是上述方法只能恢复再灌注，而不能修复或逆转已坏死的心肌，一旦发生大面积损伤坏死，就只能由瘢痕组织代替，残留的心肌因功能代偿而肥厚促使心室重塑，进而发展为心力衰竭。由于干细胞移植能够分化为心肌细胞替代受损的心肌，同时还能分化为血管内皮细胞，促进心梗区域的血管再生，所有干细胞移植治疗心肌梗死成为目前研究的热点。目前移植的干细胞主要是胚胎干细胞、心肌干细胞[1]、骨髓间充质干细胞。 骨髓中除了造血干细胞(HSCs) ,也含有非造血组织干细胞, 即骨髓间充质干细胞( bone mesenchymal stem cells, BMSC) 。BMSC 最早由Friedenstein 等发现, 是一种能贴附于塑料培养板表面生长的成纤维样细胞, 由于其具有可分化为间充质组织细胞的能力, 故称之为间充质干细胞; 又由于其起源于骨髓中的支持结构, 故称为基质细胞[2](marrow stromal cells) 或基质干细胞(marrow stromal stem cells) 。近年来发现这种细胞在特定条件下可分化为多种组织谱系的细胞[3，4], 包括脂肪细胞、成肌纤维细胞、成骨细胞、内皮细胞、软骨细胞、心肌细胞、肝细胞、骨骼肌细胞、肾小管细胞、神经细胞等。由于BMSC 不但可在特定条件下分化为心肌细胞, 还具有取材方便、扩增迅速、无免疫原性[5]、可自体移植等特点, 故其在心肌损伤修复和细胞治疗等方面具有广阔的应用前景[6，7]。 Mirotsou等[7]通过将骨髓间充质干细胞注射在小鼠心肌梗死区域，证实骨髓间充质干细胞能有效的降低心梗小鼠的死亡率，减少心梗瘢痕形成面积，提高心功能。Noiseux等[8]通过临床实验对69位心梗患者静脉注射骨髓间充质干细胞，结果显示这些患者的左室功能明显提高。虽然以往的研究已取得很大的成功，但是仍然有许多问题有待解决，其中很重要的一点就是心梗后损伤局部的缺血缺氧微环境和早期炎症反应不利于移植细胞的存活，致使骨髓间充质干细胞移植对心肌梗死的治疗效果受到限制，如果能提高骨髓间充质干细胞的存活和增殖能力，就将可能提高其移植治疗效果。 第10 号染色体同源丢失性磷酸酶张力蛋白基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten , PTEN) 是目前发现的第一个具有特异性磷酸酶活性的抑癌基因,能有效抑制肿瘤细胞的生长,其分子机制正受到广泛关注。PTEN 基因是1997 年美国克隆出的一种新型肿瘤抑制基因。它位于染色体10q23. 3 区,全长103 208bp ,有9 个外显子和8 个内含子,mRNA 长度为5. 5kb ，cDNA 序列内含有一个由1 209 个核苷酸组成的开放阅读框架,编码403 个氨基酸组成的一条多肽链,相对分子质量为47 000 。序列分析显示,其在第122～133 位的氨基酸序列符合蛋白酪氨酸磷酸酶区及双特异性磷酸酶(dual specificity phosphatase , DSPs ) 催化区的核心基序HCXXGXXTS/ T ,能对酪氨酸和丝氨酸/ 苏氨酸残基去磷酸化。PTEN蛋白是双重特异性的磷酸酶,不仅针对蛋白质底物,而且包括酯类底物,是迄今为止发现的第一个具有双重特异性磷酸酶活性的抑癌基因。PTEN 基因在人、鼠、狗表达的蛋白有99. 75 %的同源性。PTEN的沉默能促进细胞增殖和更新[9]。PTEN调节细胞周期的进展是通过抑制细胞周期相关基因来实现的，例如cyclin B1, cyclin B2, cyclin D1, 和 cycl