[發明專利]延伸成體多能干細胞端粒的方法

無效

• 申請號: 201110333034.9
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102433297A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 黃必錄
• 申請（專利權）人: 黃必錄
• 主分類號: C12N5/074
• 分類號: C12N5/074;C12N5/0775;C12N5/0789;C12N5/10;C12N15/87
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技術領域

本發明屬于生物醫學領域，特別是涉及延伸成體多能干細胞端粒的方法。

背景技術

多能成體干細胞，是在個體中的一類可以自我更新和多向分化成多種組織細胞的干細胞，如造血干細胞、繆斯細胞(Muse?cells)等。

一、個體是由干細胞與非干細胞組成的

個體中的器官組織是由干細胞和非干細胞組成的，非干細胞是器官組織中的一類功能細胞，通常不能自我更新，因端粒縮短、DNA突變等原因造成死亡而減少時可由干細胞通過分化來補充；干細胞因細胞分化、DNA突變等原因造成的死亡，也可以通過提高自我更新率來補充。

包括大腦神經元細胞在內的所有體細胞，每天平均大約有1％的細胞會因DNA突變、端粒縮短、細胞中的垃圾累積等等問題而發生死亡掉，但同時也有等量的細胞新生，靠的就是成體干細胞的自我更新和多向分化這兩種功能。

二、干細胞的增殖潛能和多向分化潛能的大小可能與端粒長度有關

在骨髓中，同樣是屬于間充質干細胞的繆斯細胞(繆斯細胞的多向分化潛能幾乎可以和胚胎干細胞相媲美)與其它的間充質干細胞相比，多向分化潛能就不一樣，繆斯細胞可以比其它的間充質干細胞分化成更多類型的細胞，造成這種多向分化潛能差異的原因是什么？是細胞固有的分化差別？還是因為端粒長度的不同？

造血干細胞可分為兩個亞群，一個具有高度的長期重構潛能，另一亞群較低的長期重構潛能，具有高度的長期重構潛能的造血干細胞已被發現具有癌細胞相當的端粒酶活性。但是，成體干細胞在自我更新和分化過程中發生反復的對稱性和非對稱性分裂，可以導致端粒縮短，隨著干細胞的端粒越來越短，端粒酶的活性也會越來越低(Allsopp等人，1992；1995；Vaziri等人，1994；Hiyama等人，1995；Hodes，1999)，長期的重構潛能就會喪失；由于骨髓主要是給端粒較長的成體干細胞居住的，再說較衰老的成體干細胞分多向化潛能較低，因此，在骨髓中衰老的成體干細胞自然會被淘汰出局，例如，在漂流在血液中的造血干細胞就是屬于較衰老的的造血干細胞；Gronthos(2003)向人的間充質干細胞導入端粒酶催化亞基，細胞傳代80次，多向分化潛能可以保存40代，而沒有導入端粒酶催化亞基的對照組，多向分化潛能只能保持到第18代；端粒酶缺乏的間充質干細胞，不能分化成脂肪和軟骨細胞。但是，這些依據只是說明保持端粒酶活性能夠延長成體干細胞多向分化潛能的代數，而不能說明已經失去多向分化潛能的成體干細胞，可以通過把端粒延伸到一定長度來恢復多向分化潛能。

要使記錄在程序載體中的指令信息實現程序化讀取，就必須要使程序載體不斷地位移。因此，要使計算機中存儲在硬盤中的程序運作起來，硬盤驅動器中就要設置一臺電動機，由電動機產生的力來驅動硬盤旋轉。同樣道理，要使遺傳程序運作起來，即實現基因的順序表達，也需要一種力來驅動。衰老的“生命周期程序驅動學說”認為，端粒就是驅動遺傳程序運作的電動機。因此，同一分化類型的細胞，因為端粒長度或端粒酶活性的不同，基因表達量的譜也不同，因此出現了和細胞分化一樣產生的新型細胞，這種現象是一種內容不實的“偽分化”，按照這一推論，人體細胞的分化類型就沒有200多種了。再按照這一推論，在骨髓中，不同功能的間充質干細胞，它們之間的差別可能僅僅是端粒長度的不同。

綜上所述我認為，對于同一種干細胞來說，多向分化潛能的大小與端粒長度有關，即端粒越長，分化成的細胞類型就越多，反之，分化成的細胞類型就越少。據此，只要端粒延伸到一定長度，遺傳程序就會逆轉，喪失掉的多向分化潛也能回復，骨髓中的一般間充質干細胞就可以轉化為繆斯細胞。如果這一猜測得到證明，比發明制造誘導多能干細胞(iPS細胞)更有價值，是個諾貝爾獎級的成果。

三、成體干細胞端粒縮短是造成個體衰老的首要原因

隨著細胞分裂次數的增加，成體干細胞的自我更新能力也會逐漸減弱。而端粒縮短是造成成體干細胞的自我更新潛能和多向分化潛能發生縮減的根本原因。綜上所述我認為，個體衰老過程及衰老的個體中受損組織再生阻礙并非是成體干細胞的數量不足，而是成體干細胞本身發生了衰老，即成體干細胞端粒長度的不足，這就是個體衰老的原因。為此，制造遺傳背景與患者一致、端粒較長的多能成體干細胞是治療個體衰老和提高受損組織修復率的最佳途徑。

四、成體干細胞端粒越長，移植用量可以越少