[發明專利]肺組織模型

有效

• 申請號: 201080020612.7
• 申請日: 2010-05-05
• 公開（公告）號: CN102369277A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 尤迪特·E·蓬格拉茨
• 申請（專利權）人: 佩奇大學
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071;G01N33/50
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

技術領域

本發明提供不含任何人工骨架的工程化三維肺部模型組織培養物。可獲得健康肺組織以及疾病組織的三維模型。根據本發明的產品可例如呈組織培養物、包含所述培養物的板或陣列、或試劑盒的形式出售。本發明可應用于醫學和科學研究中，用于測試化合物對肺組織的影響，篩選、測試和/或評估藥物，以及在某些情況下診斷肺部疾病。

背景技術

組織工程化是生物醫學研究中迅速發展的一個領域，其旨在修復、替換或再生損傷組織。由于最近發生悲慘的II期臨床藥物試驗事件(例如TGN1412)，故組織工程化的其它目標包括產生人類組織模型以供醫藥化合物的安全和功效測試。一般組織工程化且尤其我們的模型利用生物形態形成，它是自組裝的一個實例。

時下根據若干觀點推行細胞和組織工程化。一方面，其用以獲得對細胞生物學和生理學更深入的了解。

組織工程化研究中正在發展兩個主要方向：基于組織骨架的系統和無組織骨架的系統。雖然基于骨架的系統主要使用生物可降解的骨架材料來提供人工三維結構以促進細胞的相互作用，但無骨架的系統允許指導細胞與細胞的相互作用并允許細胞生長在模型中其分泌的骨架材料上。

在US?2001/0055804A1(“人類瘤前乳房疾病的三維活體外模型(Three?dimensional?in?vitro?model?of?human?preneoplastic?breast?disease)”)中，揭示一種三維活體外細胞培養系統，其適用作瘤前乳房疾病的模型供篩選藥物。所述模型通過在包含如生長因子、雌激素等其它添加劑的培養基中在再造基膜上共培養源自乳房的瘤前上皮細胞、內皮細胞和乳房成纖維細胞來制備。因此，在此解決方案中，基膜、優選用作組織骨架。根據描述，在此系統中約3天-7天內形成分支管泡單元脈管系統的網狀物。

所述系統涉及乳房而非肺，且不建議通過此方法來制造肺培養物。

在US?2003/0109920(“工程化動物組織(Engineered?animal?tissue)”)中，從成人肺獲得微血管內皮細胞并放在存在于三維膠原蛋白凝膠中的兩層人類皮膚成纖維細胞之間。因此，形成夾層結構。

盡管從人類肺獲得血管內皮細胞，但通過此方法制備的人工組織類似于人類皮膚，因此，其實際上不能認為是肺組織模型。

在US?2008/0112890(“胎肺細胞和其用途(Fetal?pulmonary?cells?and?uses?thereof)”)中，教示一種類三維組織制劑，其基于胎小鼠上皮細胞、內皮細胞和間充質細胞。作者使用小鼠胚胎肺細胞制備所述制劑，以獲得肺假體并對所述類三維組織制劑進行篩選。作為基質，使用水凝膠MATRIGEL^TM，以建立適當的細胞-細胞相互作用。從描述中看出，在共培養上皮細胞和成纖維細胞時成纖維細胞過度生長。

WO2008/100555(“供高通量毒性篩選和藥物發現的工程化肺組織構造(Engineered?lung?tissue?construction?for?high?throughput?toxicity?screening?and?drug?discovery)”)涉及一種肺組織模型制劑，其包含胎肺細胞和用生物相容性材料且優選成纖維細胞生長因子制成的組織骨架。胎肺細胞包含上皮細胞、內皮細胞和間充質細胞。列出大量適用的生物相容性材料。

WO2004/046322(“生物組織的復制(Replication?ofbiological?tissue)”)提議在微重力環境下制備人工三維組織。此組織是基于人類乳癌細胞并可用作乳癌模型。在旋轉式生物反應器室中，最初培養結締組織細胞，直到形成三維球狀結構，然后內皮細胞和上皮細胞依序加入培養物中。應當注意此教示是理論上的，而且雖然提供培養細胞和處理培養物的方案，但實驗的實際結果未揭示。

瓦曲斯(Vertrees，RA)、威申貝格爾(Zwischenberger，JB)等人(2008)使用已經證實的正常永生肺細胞系在培養瓶中生長成傳統單層(ML)和在旋轉式有壁容器中生長成三維培養物。研究這些培養物與從手術患者試樣收集的對照組織之間分化存在和標記物表達的比較情況。作者的目的是發展已知細胞系的傳統單層與三維細胞培養物。