基因治疗和干细胞拯救肢体

血管堵塞是老年人或糖尿病患者的常见症状，会导致低血流量和低氧，从而杀死细胞和组织。这种阻塞可能需要截肢，导致肢体丧失。现在，约翰霍普金斯大学的研究人员以小鼠为模型，开发出了增加血液流动、改善运动、减少组织死亡和截肢需求的疗法。该研究结果于上周在线发表在《世界卫生组织》早期版上美国国家科学院院刊，为开发临床治疗提供了希望。

“在一个年轻、健康的个体中，缺氧——低氧水平——会促使身体产生有助于协调新血管生长的因素，但随着年龄的增长，这个过程就不那么有效了，”格雷格·塞门扎(Gregg Semenza)说ob体育开户网址遗传医学约翰霍普金斯细胞工程研究所血管生物学项目主任。“现在，在基因疗法和干细胞的帮助下，我们可以帮助重新激活身体对缺氧的反应，挽救四肢。”

此前，塞门扎的研究小组制造了一种携带HIF-1蛋白活性编码基因的病毒，这种基因可以激活构建新血管所需的基因。当将HIF-1病毒注射到经过减少血液流动治疗的健康小鼠和兔子的后腿时，HIF-1病毒治疗部分恢复了血液流动。

糖尿病患者失去肢体的风险是正常人的40倍截肢Semenza说。为了找出HIF-1基因治疗是否可以改善糖尿病动物的血液流动，研究小组随后在糖尿病小鼠和非糖尿病小鼠身上测试了相同的病毒，这些小鼠的一条后腿的血液流动被切断。治疗21天后，HIF-1病毒治疗的小鼠血流恢复率为85%，而模拟治疗的小鼠血流恢复率为24%。而且，经过治疗的糖尿病小鼠比未治疗的糖尿病小鼠的组织损伤要小得多。这些研究结果发表在11月3日的《科学》杂志上美国国家科学院院刊．

在目前的研究中，研究小组询问同样的基因疗法是否可以改善与高龄相关的血液流动减少。将13个月大的老鼠和3个月大的老鼠进行比较，阻断后腿的股动脉会导致所有年长的老鼠失去腿，而只有大约三分之一的年轻老鼠不得不失去腿。研究小组用HIF-1病毒治疗了年轻和年老的小鼠，并检查了血液流动和组织健康。他们发现，虽然治疗改善了年轻小鼠，但对老年小鼠没有明显的影响。

但是，众所周知，当HIF-1正常激活体内的信号以构建新血管时，许多类型的细胞中有一种被招募到新血管生长的位置干细胞来自骨髓，也就是骨髓源性血管生成细胞。因此，研究小组从小鼠体内分离出这些细胞，并在特殊条件下培养它们，从而激活这些细胞中的HIF-1。

当研究人员用HIF-1病毒同时注射骨髓来源的血管生成细胞治疗小鼠时，与未治疗的小鼠相比，老年小鼠失去腿的可能性更小。

进一步的研究老鼠结果显示，激活细胞中的HIF-1似乎开启了一些基因，这些基因不仅帮助这些细胞回到缺血肢体，而且在它们到达后留在那里。为了弄清楚细胞是如何停留在需要它们的地方的，研究小组建造了一个微型微流体室，并测试细胞在周围流体流动时保持粘附的能力，流体流动的速度模仿血液在体内血管中的流动。他们发现，低氧条件下的细胞只有在开启HIF-1的情况下才能更好地保持粘附状态。

Semenza说:“我们的研究结果很有希望，因为它们表明基因和细胞治疗的结合可以改善与衰老或糖尿病相关的严重肢体缺血的结果。”“这对于将这种治疗方法引入临床至关重要。”

资料来源:约翰·霍普金斯医疗机构