[發明專利]由人多能干細胞衍生內皮細胞

無效

• 申請號: 201380024629.3
• 申請日: 2013-05-01
• 公開（公告）號: CN104302764A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: R·岡薩雷斯;I·加里陶南迪亞;R·斯莫切肯
• 申請（專利權）人: 國際干細胞公司
• 主分類號: C12N5/0789
• 分類號: C12N5/0789
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;陸惠中

發明領域

本發明總體上涉及干細胞，并且更具體地說涉及由人多能干細胞衍生內中胚層前體細胞和內皮細胞的方法。

背景信息

人胚胎干細胞(ES)細胞為可分化成一大系列細胞類型的多能細胞。干細胞因兩項重要特性而與其它細胞類型不同。首先，它們是能夠通過細胞分裂、有時是在長期失活之后更新本身的非特化細胞。第二，在某些生理或實驗條件下，它們可被誘導變成具有特殊功能的組織-或器官-特異性細胞。在如腸和骨髓的一些器官中，干細胞有規律地分裂以修復并更換磨損或損壞的組織。然而，在如胰腺和心臟的其它器官中，干細胞僅在特殊條件下分裂。

在胚胎發育期間，干細胞由三種主要細胞群體：外胚層、中胚層和定形內胚層形成身體組織。中胚層產生血細胞、內皮細胞、心肌和骨骼肌及脂肪細胞。定形內胚層產生肝、胰腺和肺。外胚層產生神經系統、皮膚和腎上腺組織。

干細胞的潛在應用是制造用于醫學療法的細胞和組織。現今，捐贈的器官和組織經常用于更換患病或破壞的那些器官和組織。遺憾的是，需要移植物的人數遠遠超過可用于移植的器官數。干細胞提供用以治療包括帕金森氏病(Parkinson's?disease)、肌萎縮性側索硬化、脊髓損傷、燒傷、心臟病、糖尿病和關節炎的多種疾病、病狀和障礙的更換細胞和組織的可再生來源的可能性。

內皮為內襯血管和淋巴管的內表面、從而在內腔中的循環血液或淋巴液與管壁的剩余部分之間形成界面的細胞薄層。血管疾病是大型和中型肌動脈的病理狀態且因內皮細胞功能障礙而觸發。由于如病原體的因子，氧化的LDL粒子及其它炎性刺激內皮細胞被激活且開始分泌細胞因子和趨化因子并在它們的表面上表達粘附分子。所述過程最終導致管壁增厚，從而形成由增殖平滑肌細胞、巨噬細胞和各種類型的淋巴細胞組成的斑塊。所述斑塊導致血流受阻，從而導致到達靶器官的氧和營養素的量減少。在最終階段，斑塊還可能破裂，從而導致形成凝塊，且結果導致中風。需要用于血管疾病的新型治療。本文提供一種用于產生可適用于治療血管疾病的內中胚層前體細胞和內皮細胞的高純度群體的方法。

發明概述

本發明部分地基于一種由人多能干細胞(hPSC)產生內中胚層前體細胞(EMPC)和內皮細胞(EC)的化學上定義的方法。本發明還提供適用于由人多能干細胞衍生內中胚層前體細胞和內皮細胞的試劑和試劑盒。

本發明提供通過用至少一種內中胚層誘導化合物處理人多能干細胞(hPSC)并且針對內中胚層細胞標記物測定所述細胞來產生內中胚層前體細胞(EMPC)。本發明還提供使用新近發展的化學定向分化方法經由可將細胞擴增并冷凍保存的內中胚層階段以穩健且可再現的方式由hPSC衍生內皮細胞(EC)的高純度群體、同質群體。

在一個實施方案中，本發明提供一種用于產生內中胚層細胞(EMPC)的方法。所述方法包括用糖原合成酶激酶3(GSK-3)抑制劑處理人多能干細胞(hPSC)并且針對內中胚層細胞標記物分析所述細胞。一方面，將hPSC用GSK-3抑制劑處理約24小時。另一方面，GSK-3抑制劑為Chir99021或其鹽或類似物。其它拮抗劑包括3F8、A1070722、AR-A014418、BIO、FRATide、10Z-Hymenialdsine、靛紅-3’-肟、坎帕羅酮(Kenpaullone)、L803、NSC693868、SB216763、SB415286、TC-G24、TCS202、TCS?21311和TWS119，全部經Glaxo?Smith?Kline購得。

一方面，所述hPSC為人胚胎干細胞(hESC)、人孤雌生殖干細胞(hpSC)或誘導的多能干細胞(iPSC)或自其衍生的細胞系。

一方面，所述內中胚層前體細胞標記物包括例如MIXL1、NODAL和BRACHYURY或其任意組合。

在一個實施方案中，本發明提供內中胚層前體細胞(EMPC)。所述受試EMPC通過用糖原合成酶激酶3(GSK-3)抑制劑處理人多能干細胞(hPSC)并且針對內中胚層細胞標記物分析所述細胞來產生。一方面，將hPSC用GSK-3抑制劑處理約24小時或12-36小時。另一方面，GSK-3抑制劑為Chir99021且內中胚層標記物為Brachyury。