β-地中海贫血(β-地贫)是由于β-珠蛋白基因异常(点突变或缺失)致使β-珠蛋白链合成部分或者完全减少引起的血红蛋白病,临床症状不尽相同。本病属于隐性遗传病,全球均有发病,以南太平洋地区、中非洲、亚洲、地中海地区发病者较多。根据严重程度不同,治疗方案也有差异。目前,主要的治疗方法包括输血、骨髓移植,脾切除等,多数患者需要终身治疗,传统治疗方法花费高、患者痛苦。自从2006年日本京都大学Shinya Yamanaka博士率先建立了小鼠诱导多能性干细胞(induced pluripotentstem cells,iPSC)[1]后,许多物种包括人的iPSC都陆续被成功制备[2-4]。相比于胚胎干细胞,iPSC的使用不存在伦理问题,由病人自身体细胞制备的iPSC基本不存在移植排斥问题,因此该类细胞在解决人类多种疾病有巨大的潜力。近几年来,以 TALEN(transcription activator like effector nucleases)和CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)为代表的新型基因编辑技术发展迅猛。与ZFN(Zinc-finger nucleases)相比,TALEN和CRISPR构建更简单,可选择的范围更广[5]。如果在随后基因组损伤修复的过程中提供模板,将按照同源重组的方式修复,达到基因精准治疗的目的。本研究选择了亚洲β-地中海贫血症常见的一种点突变类型,利用TALEN和CRISPR/Cas9技术对地中海贫血病人皮肤成纤维细胞诱导而来的hiPSC突变位点进行定点修复。该研究中针对IVS2-654(C>T)突变位点,对比分析了 TALEN和CRISPR/Cas9的切割效率和脱靶效率,选用含有筛选标记的piggbac载体作为基因损伤修复的同源重组的模板。发现TALEN介导的同源重组的效率比CRISPR高,脱靶效率相对较低。对利用TALEN修复成功的hiPS细胞进行了后期的研究,发现修复后的hiPS细胞依然维持着正常干细胞的特性。利用OP9共培养体外诱导分化系统,将修复后的iPSC定向分化为造血组细胞,其HBB cDNA的表达量高。本研究为治疗点突变引起的β-地中海贫血提供了一种新思路。