轉基因造血干細胞（HSC）移植是遺傳病、HIV和癌癥的一種有前景的治療策略。然而，臨床HSC基因治療的一個障礙是，基因通過慢病毒載體（LV）傳遞到HSCs的效率有限。近，科學家們解決了這個主要的障礙：如何繞過造血干細胞的自然防御系統，有效地將抗病基因插入細胞的基因組中。

由美國斯克里普斯研究所（TSRI）副教授Bruce Torbett帶領的一項研究報道稱，藥物雷帕霉素（rapamycin）——常用于減緩腫瘤生長和防止qi官yi植排斥反應，可使治療劑量的基因能夠傳遞到造血干細胞中，同時保護干細胞的功能。

這些研究結果發表在近出版的學術期刊《Blood》，可能為血細胞疾病帶來更有效和負擔得起的長期治療方法，在這類疾病中，DNA中的突變可引起異常的細胞功能，如白血病和鐮狀細胞貧血。

病毒可通過將其自身遺傳物質插入到人細胞，而感染人體。然而，在基因治療中，科學家們開發出一種“容易消化”的病毒，如人類免疫缺陷病毒（HIV），來產生所謂的“病毒載體”。病毒載體攜帶治療性基因進入細胞，而不會引起病毒性疾病。Torbett和其他科學家發現，HIV載體可以將基因傳遞到造血干細胞。

對于一種疾?。ㄈ绨籽』蚰X白質營養不良）來說，DNA突變可導致異常的細胞功能，有效地靶定產生這些血細胞的干細胞，可能是阻止疾病和促使人體產生健康血細胞的一種成功的方法。

Torbett指出：“當你五歲大的時候，如果在你的造血干細胞中產生一個基因修飾，這些變化是終身的。”此外，基因修飾的干細胞可以發展成多種類型的細胞，這些細胞遍布體內并提供治療作用。

然而，由于細胞已經適應了防御機制來克服致病病毒，所以能阻止基因工程病毒載體進行有效的基因傳遞。Torbett稱，當科學家們從身體提取出造血干細胞用于基因治療時，HIV病毒載體通常將基因傳遞到僅30%到40%的細胞。白血病、腦白質營養不良或遺傳疾病的治療需要合理數量的干細胞來源的健康細胞，這個數量可能太低以至于不能達到這些疾病的治療目的。

這些限制促使Torbett和他的研究小組，包括本文作者、TSRI畢業生Cathy Wang，檢測雷帕霉素是否能夠改善基因到造血干細胞的傳遞。根據其控制病毒進入和減緩細胞生長的能力，挑選雷帕霉素進行評估。

研究人員開始先從臍帶血中分離干細胞。他們將造血干細胞暴露于雷帕霉素，HIV載體被設計用于傳遞一個綠色熒光蛋白基因，它會引起細胞發光。這種熒光提供了一種視覺標記，可幫助研究人員跟蹤基因傳遞。

研究人員發現，用雷帕霉素治療的小鼠和人干細胞之間，存在很大的差異，治療性基因被插入到多達80%的細胞中。在這之前，研究人員從來沒有將這個性能與雷帕霉素聯xi起來。

幫助造血干細胞存活
研究人員還發現，從體內取出干細胞用于基因治療時，雷帕霉素能抑制干細胞的迅速分化。這很重要，因為科學家們需要時間來處理提取的造血干細胞，但這些細胞一旦離開人體，就開始分化成其他類型的血細胞，失去了保持干細胞并傳遞治療性基因的能力。

Torbett稱：“我們想確定用于保存干細胞的條件，所以，如果我們將它們移植回我們的動物模型中，它們的行為就像初的干細胞一樣。我們發現，在兩組動物模型中，干細胞可持并產生基因修飾的細胞。”

研究人員希望有一天這些方法在臨床上是有用的。Wang稱：“我們的方法可以降低成本，使基因治療為更多的患者所用。”她說，下一步他們將在其他動物模型中進行雷帕霉素和干細胞的臨床試驗，然后探討這種方法在人類中是否是安全有效的。該小組還致力于描繪雷帕霉素方法作用于造血干細胞的雙重途徑。