[发明专利]一种双基因修饰的干细胞及其用途

说明书

本发明公开了一种双基因修饰的干细胞及其制备方法和用途，还提供了包括该干细胞的药物组合物。其中，所述干细胞包括位于相同表达载体中的第一外源核酸和第二外源核酸，第一外源核酸编码包括第一蛋白的核苷酸序列，第一蛋白选自脂联素、脂联素变体或包含所述脂联素或脂联素变体的第一融合蛋白；第二外源核酸编码包括第二蛋白的核苷酸序列，第二蛋白选自鞘氨醇激酶1、鞘氨醇激酶1变体或包含所述鞘氨醇激酶1或鞘氨醇激酶1变体的第二融合蛋白。本发明提供的双基因修饰的干细胞，展现出Adiponectin基因和突变的SPHK1基因的协同效应，能够显著降低受试动物的血糖、血脂，减轻体重。

技术领域

本发明属于细胞治疗技术领域，具体涉及治疗糖尿病的干细胞，尤其涉及一种经脂联素(Adiponectin)和突变的鞘氨醇激酶1(sphingosine kinase1，SPHK1)基因共同修饰的干细胞及其用途。

背景技术

肥胖与2型糖尿病(T2DM)是困扰现代社会的主要公共健康问题之一。肥胖及其伴随的胰岛素抵抗是2型糖尿病发病的关键因素，据调查，80-90％的2型糖尿病患者超重或肥胖。因此，有效控制血糖和体重始终是有关研究领域的焦点课题。据统计，目前全球2型糖尿病的发病人群已经达到4亿，占所有糖尿病患者的90％-95％。内源性的激素、细胞因子或酶类的分泌不足、活性降低或功能缺陷与代谢病的发生密切相关，如胰岛素抵抗和相对分泌不足是导致糖尿病的核心原因。因此，这些糖脂代谢平衡调控的关键分子也是治疗糖尿病等代谢综合征药物开发的重点对象。

脂联素(Adiponectin)是脂肪细胞分泌的一种内源性生物活性多肽或蛋白质，其作为一种胰岛素增敏激素，能改善小鼠的胰岛素抗性和动脉硬化症。对人体的研究发现，脂联素水平能预示II型糖尿病和冠心病的发展，并在临床试验表现出抗糖尿病、抗动脉粥样和炎症的潜力。脂联素作为一种胰岛素超敏化激素，还可以增加促进骨骼肌细胞的脂肪酸氧化和糖吸收，明显加强胰岛素的抑制糖原异生作用，抑制肝脏的糖生成，是机体的脂质代谢和血糖稳态的调控网络中的重要调节因子。

在实验性动脉粥样硬化模型中，血浆脂联素水平与甘油三酯和低密度脂蛋白成负相关关系，与高密度脂蛋白成正相关关系。给予脂联素治疗，能明显降低血液甘油三酯和低密度脂蛋白含量，增加高密度脂蛋白含量，减轻动脉粥样硬化病变。越来越多的证据表明，脂联素及其人工合成体在治疗2型糖尿病和与胰岛素抵抗有关的代谢综合征方面有一定的价值。最近研究报道体内迅速给予切去顶端的脂联素，会降低高脂饮食小鼠的餐后血浆游离脂肪酸，如果缓慢给予这种蛋白，会引起小鼠体重持续降低而不影响其食物吸收。Scherer和他的助手也证实迅速注射重组脂联素，将会完全改善几种糖尿病动物模型体内的高血糖症，包括ob/ob小鼠、非肥胖糖尿病小鼠和经链脲霉素治疗的小鼠。

鞘氨醇激酶1(SphK1)是新近发现的脂质激酶家族，从进化上讲，在人、小鼠、酵母和植物中是保守的，该酶属于鞘脂代谢途径中的一种关键酶，催化鞘氨醇形成鞘氨醇-1-磷酸(S1P)，是调控神经酰胺和鞘氨醇-1-磷酸(S1P)合成的“变阻器”。

S1P与受体结合后可调控细胞生长、凋亡、分化、造血等细胞过程。SphK1/S1P信号通路参与了多种生物学过程和疾病的发生，包括肿瘤发生和糖尿病。此外，糖尿病小鼠在注射了带有人SphK1基因的腺病毒之后，与对照小鼠相比显示了降低的血糖和血脂水平。目前对SphK1的研究主要是基于其在细胞内的作用，以该蛋白为靶点开发的药物主要是使用其抗体或拮抗体，并没有直接将该蛋白制成药物进行治疗；另一种是以病毒等为载体，将SPHK1基因导入到细胞进行基因治疗，例如用腺病毒作为载体的基因治疗，但是该种方法容易在体内产生抗药性，而治疗糖尿病等代谢性疾病需要长期用药，故限制了该方法的使用。

因此，亟需开发一种全新的、能够从根本上显著治疗糖脂代谢性疾病的方法。

发明内容