遗传性疾病通常由基因突变导致关键蛋白缺失、结构异常或调控功能紊乱。传统治疗多以缓解症状和延缓疾病进展为主，难以直接消除致病因素。基因编辑技术能够对致病基因或相关调控元件进行修复、敲除和表达调节；干细胞则具备自我更新和定向分化能力。将二者结合，可在体外完成患者来源干细胞的遗传校正，再通过细胞扩增、分化或回输实现较为持久的组织功能重建。

目前，该策略主要应用于造血系统遗传病、肌肉遗传病、皮肤遗传病及患者来源诱导多能干细胞疾病模型研究。其中，自体造血干细胞基因编辑已在镰状细胞病和输血依赖型β-地中海贫血中获得临床验证；患者来源iPSC和组织干细胞的基因校正则主要用于疾病机制研究、药物评价和细胞替代治疗探索。

  

一、基因编辑为什么要与干细胞结合？

成熟体细胞寿命有限，即使完成基因校正，治疗效果也可能随着细胞更新而减弱。造血干细胞、表皮干细胞及多能干细胞能够长期自我更新，并产生具有特定功能的子代细胞，因此更适合作为体外基因编辑的细胞载体。

一个完整的联合治疗研究不能只关注编辑效率，还需要关注：

1. 编辑后的细胞是否仍保持干细胞特性；

2. 是否能够正常完成定向分化；

3. 目标蛋白是否恢复表达和正确定位；

4. 编辑过程是否引起持续性DNA损伤或异常克隆扩增；

5. 疾病相关细胞和组织功能是否得到改善。

因此，测序结果需要与蛋白检测、细胞功能、组织学和动物实验共同构成证据链。

二、主要研究路径

1. 造血干细胞基因编辑

造血干细胞和祖细胞是目前临床转化相对成熟的细胞类型。患者自体CD34⁺细胞可在体外完成基因编辑，经过质量检测后重新回输，并在骨髓中重建造血系统。

以镰状细胞病和β-地中海贫血为例，相关治疗并非直接修复所有HBB突变，而是编辑BCL11A相关红系调控区域，提高胎儿血红蛋白HbF表达，从而补偿异常血红蛋白功能。

研究中可重点检测：

· CD34、CD90等造血干细胞标志物；

· CD71、Glycophorin A等红系分化指标；

· BCL11A、γ-globin及HbF等机制相关蛋白；

· 细胞集落形成、多谱系分化和长期植入能力。

 

2. 患者来源iPSC基因校正

患者体细胞可重编程为诱导多能干细胞，再通过基因编辑校正致病变异。校正前后的iPSC具有相近的遗传背景，可构建等基因对照模型，用于分析突变与疾病表型之间的因果关系。

在杜氏肌营养不良、遗传性心肌病和神经遗传病研究中，编辑后的iPSC可进一步分化为骨骼肌细胞、心肌细胞或神经细胞，评价疾病相关蛋白和细胞功能是否恢复。

这一研究过程通常包括：

· OCT4、SOX2、NANOG等多能性检测；

· 目标谱系分化标志物检测；

· 疾病相关蛋白表达和定位分析；

· 细胞收缩、电生理、神经突起或代谢功能评价。

 

3. 组织干细胞基因校正

皮肤、角膜和肠上皮等组织具有持续更新能力，校正相应组织干细胞后，可进一步构建细胞片、类器官或组织工程移植物。

在遗传性大疱性表皮松解症研究中，经过遗传校正的表皮干细胞可用于重建稳定表皮。此类研究提示，只有当功能基因恢复发生在具有长期更新能力的干细胞中，修复效果才可能持续。

皮肤遗传病研究可关注KRT5、KRT14、p63、Integrin α6、Integrin β4、Collagen VII及Laminin-332等指标。

 

三、编辑成功不能只看测序结果

PCR、Sanger测序和高通量测序能够判断目标位点是否发生预期编辑，但不能完全说明细胞功能已经恢复。

部分细胞即使获得正确基因型，仍可能出现目标蛋白表达不足、蛋白定位异常、分化能力下降或持续性DNA损伤。因此，抗体检测主要用于回答三个问题：

· 编辑后的细胞身份是否稳定；

· 基因校正是否转化为蛋白水平恢复；

· 编辑过程是否影响细胞安全性和功能。

  

四、关键抗体检测指标

1. 干细胞身份

多能干细胞可检测OCT4、SOX2、NANOG、SSEA4和TRA-1-60；造血干细胞和祖细胞可结合CD34、CD38、CD90、CD45RA等标志物进行流式分析。

翌圣可提供Oct-4 Rabbit mAb（766872ES）、SOX2 Rabbit mAb（767102ES）、Nanog Rabbit mAb（766328ES）及CD34 Rabbit mAb（38910ES）等相关抗体，用于WB、免疫荧光、免疫组化或流式检测。实际选择时应确认样本物种、抗体克隆及适用实验。

  

2. DNA损伤与细胞安全性

CRISPR核酸酶编辑通常涉及DNA断裂和修复。γH2AX和53BP1是常用的DNA损伤反应指标，可用于比较编辑前后及不同恢复时间点的损伤水平。

同时可检测：

· p53、p21：评价DNA损伤和细胞周期阻滞；

· Ki67：评价细胞增殖；

· Cleaved-Caspase-3、Cleaved-PARP：评价细胞凋亡；

· BAX、BCL2：评价凋亡倾向。

需要注意的是，γH2AX和53BP1反映DNA损伤反应，不能直接证明发生了脱靶编辑。脱靶位点、染色体异常和结构变异仍需通过测序、核型分析或其他基因组学方法评价。

3. 谱系分化与疾病蛋白

不同遗传病需要选择不同的分化和功能指标。

研究方向	代表性检测指标
镰状细胞病、β-地中海贫血	CD34、CD71、Glycophorin A、BCL11A、γ-globin、HbF
杜氏肌营养不良	PAX7、MYOD1、Myogenin、Myosin Heavy Chain、Dystrophin
遗传性皮肤病	KRT5、KRT14、p63、Collagen VII、Laminin-332
遗传性心肌病	cTnT、α-actinin、MYH7及疾病相关蛋白
神经遗传病	SOX1、Nestin、MAP2、NeuN及疾病相关蛋白
原发性免疫缺陷	CD3、CD4、CD8、CD19及相关信号蛋白

  

疾病蛋白评价不应局限于表达量。对于Dystrophin、Collagen VII等结构蛋白，还应关注其亚细胞或组织定位，以及是否恢复正常蛋白复合物和组织结构。

基因编辑能够直接干预遗传病相关基因及调控网络，干细胞则为校正后的遗传信息提供长期维持和组织重建的平台。二者结合，使遗传性疾病研究逐渐从短期功能补偿转向持续性的细胞和组织修复。

在这一过程中，编辑效率只是研究起点。干细胞身份、DNA损伤、谱系分化及疾病蛋白恢复均需要进行系统验证。翌圣围绕干细胞标志物、DNA损伤反应、增殖凋亡、谱系分化及疾病相关蛋白提供多类抗体，可用于构建从细胞质量控制到功能评价的分层检测体系。

   

翌圣生物为您提供详细的抗体选购指南，欢迎点击查阅：内参标签抗体选择、二抗选择、CD分子流式抗体选购以及IHC专用抗体选择等。

如果您在实验中需要技术上的支持或者遇到产品选择困难问题，欢迎查阅我们整理的Western Blot蛋白免疫印迹(WB)实验操作详解以及免疫组化实验系列详解、免疫荧光全流程解决方案！希望能为您提供一些帮助。

翌圣生物抗体靶点覆盖范围广，更多搜索尽在翌圣官网抗体选购页。

 

参考资料

1. U.S. Food and Drug Administration. FDA Approves First Gene Therapies to Treat Patients with Sickle Cell Disease, 2023.

2. U.S. Food and Drug Administration. Human Gene Therapy Products Incorporating Human Genome Editing: Guidance for Industry, 2024.

3. Frangoul H, et al. Exagamglogene Autotemcel for Severe Sickle Cell Disease. The New England Journal of Medicine, 2024.

4. Locatelli F, et al. Exagamglogene Autotemcel for Transfusion-Dependent β-Thalassemia. The New England Journal of Medicine, 2024.

5. Hirsch T, et al. Regeneration of the Entire Human Epidermis Using Transgenic Stem Cells. Nature, 2017.