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《生命的化学》2011年31卷1期
●小综述·41·
CHEMISTRYOFLIFE2011，31(1)

文章编号:1000-1336(2011)01-0041-08

基于造血干细胞为靶细胞的基因治疗

张铸业于慧慧王彦刈

贵州大学生命科学学院，贵阳550025

摘要：在基因治疗中，造血干细胞因为具有自我更新及分化为各种血细胞系的能力而成为一种很有吸引力的靶细

胞。将外源目的基因导入造血干细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，特别是血液疾病已取得重要

进展，例如：腺苷脱氨酶缺陷病、血友病、地中海贫血症及镰状细胞性贫血症等。而慢病毒以其转染效率高，能
够感染非分裂期细胞的特点成为转染造血干细胞的最适合载体，本文就造血干细胞的特性、载体的选择及临床应

用和基因治疗的安全性等方面作一综述。

关键词：造血干细胞；基因治疗；慢病毒载体

中图分类号：Q789

自1990年首例人类利用人体基因治疗获得成功不同程度的制约着造血干细胞基因治疗的发展，不
以来，至今有关肿瘤、艾滋病及遗传病的基因治疗过这并没有影响到人们对造血干细胞基因治疗所抱
研究已取得了很大程度的进展，但是仍存在一些限有的希望和热情，随着对造血干细胞自我更新与分
制发展的瓶颈还未解决，例如：基因转染载体的安化方式的不断认识，以及基因载体安全性与转染率
全性、目的基因在体内表达的水平和持续时间长短的不断提高，基因治疗技术不断完善。在不久的将
的调控以及有效目的基因的整合和选择等等。为了来，造血干细胞的基因治疗将会成为治疗和治愈造
使目的基因在人体内长期或是永恒地表达，就必须血系统疾病以及某些恶性肿瘤的最有效方式之一。
找到一种能自我维持的永不消亡的细胞作为宿主细1.造血干细胞
胞，于是造血干细胞无疑成为基因治疗最理想的靶1.1造血干细胞的定义
细胞。靶向造血干细胞的基因治疗，理论上能够治造血干细胞(hematopoieticstemcell,HSC)是人类
疗一系列造血系统疾病，如：镰刀形红细胞贫血、发现最早的一种干细胞，也是目前研究最多的一种
地中海贫血、血友病、慢性肉芽肿性疾病以及重症干细胞[1]。它通过不断更新各种血细胞来维持着一
联合免疫缺陷症等，并且已在临床上取得了一定程个有机体在整个生命周期中的组织功能性和完整性，
度的进展。另外，通过转基因可以增强造血干细胞由于各种血细胞的生命周期都较短暂，所以必须有
的耐药性，在化疗治愈血液系统疾病时，向造血干充分的新细胞定时去替换这些凋亡和损坏的血细胞，
细胞导入耐药基因从而产生耐化疗蛋白、保护正常才能维持一个有机体的正常生命活动。造血干细胞
细胞及免疫细胞免受药物攻击，最终达到减少或抵起源于骨髓，具有自我更新、多向分化和归巢潜能。
消化疗的毒副作用。尽管具有如此多的优点，但造
它的标志性特征在于采用不对称的分裂方式：由一
血干细胞的基因治疗还存在一定难度，比如目的基
个细胞分裂为两个细胞。其中一个细胞仍然保持干
因转染效率低、生物安全性没有足够保障等问题，
细胞的一切生物特性，从而保持身体内干细胞数量

收稿日期：2010-08-16相对稳定，即自我更新。而另一个则进一步增殖分
作者简介：张铸业(1988-)，女，硕士生，E-mail:化为不同的血细胞系，并进一步生成血细胞。
[e-mail];于慧慧(1984-)，女，硕士生，E-mail：
近几年基因治疗临床方案中多涉及到造血干细
[e-mail]；王彦刈(1971-)，男，博士，教
授，通讯作者，E-mail:[e-mail]胞。这都源于HSC的那些吸引力条件：(1)造血干细
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胞的显著特性——“永生性”，这就为导入目的基因蛋白，选择性地表达在造血干细胞、一部分祖细胞、
的持续表达提供了理想的靶细胞。(2)它的横向分化小血管内皮细胞及胚胎成纤维细胞表面，并随细胞
潜能使得它除了可分化为各种血细胞外还能分化成的成熟逐渐减弱至消失。CD34细胞及其亚群在重组
非造血组织细胞如：肝细胞、胰腺细胞、骨骼肌细造血生长因子存在的条件下，具有很强的扩增效应，
胞、血管内皮细胞、心肌细胞、神经元和视网膜色因而是体外扩增造血干细胞和定向祖细胞的有效方
素上皮细胞等多种细胞[2]。因此，能够矫正造血细法之一。在HSC的众多表面标志中，CD34是最常用
胞系的细胞缺陷，甚至可以通过分化转移修正非造的标志性分子[9]。但由上述CD34分子的特性可知表
血系统的细胞系缺陷。(3)造血干细胞存在于造血组达有CD34并不都是造血干细胞，甚至干细胞仅是
织中参与血液循环，有利于转