[發明專利]用于鑒定細胞信號轉導調節物的方法

有效

• 申請號: 200680051956.8
• 申請日: 2006-11-30
• 公開（公告）號: CN101336293A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: Y·初
• 申請（專利權）人: 可塑細胞有限公司
• 主分類號: C12N15/06
• 分類號: C12N15/06;G01N33/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 梁謀;劉玥

發明領域

本發明涉及用于鑒定細胞信號轉導途徑調節物的方法。具體地 說，涉及用于鑒定在細胞中觸發分化的細胞信號轉導途徑調節物的方 法。可通過使祖細胞接觸候選調節物來鑒定調節物。一方面，祖細胞 是多能干細胞或單能干細胞，其在分化的不同階段被分離，并進一步 與分化過程的潛在調節物一起培養，所述調節物用于促進或抑制細胞 信號轉導途徑對分化的作用。

發明背景

再生醫學領域對患有諸如心血管疾病、神經退化性疾病、肌肉骨 骼疾病、肝病或糖尿病的病癥的患者在體內再生受損組織和器官持有 現實希望。用再生受損組織的技術包括使用再生藥物在體內修復既有 的患病組織，或者使用先在體外使用(或不使用)再生藥物制備的細胞 置換所述組織，然后移植體內。

在任何一種情況下，只有在能鑒定出控制細胞信號轉導途徑和它 們調節的下游細胞過程的特定基因、因子或調節物時，才能實現再生 醫學的目標。一般認為，受控的體外干細胞分化例如可提供用于移植 的置換細胞來源。干細胞的多能性和可塑性允許它們在用某些培養條 件處理之后被定型為特定細胞類型。然而，此方法依賴于控制譜系分 化的細胞和分子事件的因子或調節物的事前鑒定。對離體干細胞使用 這些因子或調節物可以降低移植時干細胞自發分化為分支譜系的可 能性，以及就胚胎干細胞而言降低了畸胎瘤形成的風險。

這些因素或調節物還可以構成治療基礎，所述治療的目的在于體 內移動內源干細胞，或者觸發它們分化為可擴增、修復、恢復、置換 或有益于損傷組織的細胞類型。影響細胞分化并用于治療的因素的實 例為促紅細胞生成素(EPO)。EPO為促進造血前體分化為紅細胞的天 然蛋白因子。重組EPO用于治療貧血，并具有約100億美元的全球市 場。

除了天然分子或因子以外，還有可能使用信號轉導途徑的合成調 節物、尤其是控制分化的途徑的調節物來影響細胞分化。SB-497115 是一種由GSK開發的小分子藥物，其模擬血小板生成素(TPO)的活性， 血小板生成素為促進血小板生長和生產的蛋白因子。該藥物可用于治 療血小板減少癥：沒有生產血小板的能力，血小板為出血時凝血過程 必需的關鍵成分。估計商機約為40-50億美元。

盡管再生藥物如EPO或SB-497115作用于干細胞，但還沒有提 出使用干細胞、尤其是胚胎或胎兒干細胞發現再生藥物的一般性方 法。

在藥物發現中使用干細胞的最初嘗試包括這樣的試驗：其中在天 然產物或合成化合物的基于細胞的表型和途徑特異性篩選中使用多 潛能胚胎干細胞、自我更新成年干細胞或細胞系，以發現能夠影響這 些細胞分化的物質(參見Ding和Shultz(2004)Nature?Biotechnology?22: 833-840的綜述)。使用這些細胞的其中一個理由是它們可易于擴增， 以產生篩選所需的量。然而，由于以下論述的眾多理由，其中使用自 我更新的未分化干細胞或細胞系的現有技術方法被發現不能作為藥 物發現方法。

首先，現有技術中使用的細胞類型(尤其是ES細胞和細胞系)可 能不是適于體內藥物干涉的生理相關靶標。例如，盡管能夠使ES細 胞分化為例如心肌細胞的因子(Wu等,JAm?Chem?Soc.2004: 126(6):1590-1)可能對允許由ES細胞體外產生心肌細胞有用，但ES 細胞在成體中不存在，對ES細胞具有特異性活性的任何物質都應當 沒有可能用作體內再生藥物。

其次，現有技術中使用的細胞類型(尤其是ES細胞和自我更新成 年干細胞)位于發育途徑中靶細胞譜系上游過遠的位置，以至于不能響 應于單一物質的單一應用而定向分化為該譜系。例如，已知需要連續 地定時應用已知眾多因子的混合物，以將ES細胞分化為特定譜系， 尤其是由于相對復雜的組織特化過程而在發育的相對晚期特化的那 些譜系。

第三，在現有技術中使用的細胞類型(尤其是原初成年干細胞)可 能難以獲得實施大規模的高通量藥物篩選的足夠量。

最后，用于現有技術的細胞類型(尤其是原初成年干細胞)可能響 應于藥物表現出高度可變的作用，這取決于來源或分離和制備的方 法。

WO2004/031369描述了允許細胞如干細胞分化的方法和細胞信 號轉導途徑。在WO2004/031369所述的技術中，細胞在多個培養步驟 下于多種條件下培養，以調節細胞途徑，該方法提供了確定多個不同 培養步驟方案對細胞過程如分化的作用的手段。