[發明專利]由人多能干細胞衍生神經干細胞和多巴胺能神經元

有效

• 申請號: 201380024659.4
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104379732B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 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: C12N5/0797
• 分類號: C12N5/0797
• 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

本發明部分基于化學上定義的由人多能干細胞(hPSC)生成神經干細胞(NSC)和多巴胺能(DA)神經元的方法。本發明的所述DA神經元可衍生自hPSC和NSC。本發明還提供了用于由人多能干細胞衍生神經干細胞和多巴胺能神經元的試劑和試劑盒。

發明領域

本發明總體涉及干細胞并且更具體地涉及由人多能干細胞衍生神經干細胞和多巴胺能神經元的方法。

背景信息

人胚胎干(ES)細胞是可以分化成多個細胞類型的多能細胞。干細胞與其它細胞類型的區別在于兩個重要特征。第一，它們是有時在長期失活后，能夠通過細胞分裂自我更新的非特化細胞。第二，在某些生理或實驗條件下，它們可經誘導變成具有特定功能的組織或器官特異性細胞。在一些器官，例如腸和骨髓中，干細胞定期分裂以修復和更換磨損或損傷組織。然而，在其它器官，例如胰腺和心臟中，干細胞只在特定條件下分裂。

胚胎發育期間，干細胞由3大主要細胞群形成機體組織：外胚層、中胚層和定形內胚層。中胚層產生血細胞、內皮細胞、心肌和骨骼肌及脂肪細胞。定形內胚層生成肝臟、胰腺和肺部。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產生用于醫藥療法的細胞和組織。如今，常常將捐贈的器官和組織用于置換患病或受損的器官和組織。不幸的是，需要移植物的人數遠遠超出可用于移植的器官數量。干細胞提供了替代細胞和組織可再生源的可能性，以治療大量疾病、病狀和殘疾，包括帕金森氏癥(Parkinson's disease)、肌萎縮側索硬化、脊髓損傷、燒傷、心臟病、糖尿病和關節炎。

帕金森氏癥(PD)是由黑質致密部中的中腦多巴胺(DA)神經元進行性變性引起的神經障礙。DA神經元變性引起運動系統逐步機能失凋，導致例如震顫、強直和運動徐緩等癥狀。對于PD而言，目前尚無治愈并且雖然治療例如深部腦刺激和左旋多巴可以減輕一些癥狀，但是它們往往隨時間推移而失效。然而，黑質(SN)中DA神經元損失的局部特性使得細胞替代療法成為有吸引力的治療帕金森氏癥(PD)患者的方法。已經證實植入神經元細胞，例如神經干細胞(NSC)和DA神經元改善了PD動物模型中的運動癥狀。為了使對PD的基于干細胞的療法變成現實，關鍵是能夠生成將根據在患者腦部或在培養物中是否發生終末分化，依次在原位或在體外生成功能性DA神經元的同源NSC群體。

發明概述

本發明部分基于化學上定義的由人多能干細胞(hPSC)生成神經干細胞(NSC)和多巴胺能(DA)神經元的方法。本發明的所述DA神經元可衍生自hPSC和NSC。本發明還提供了用于由人多能干細胞衍生神經干細胞和多巴胺能神經元的試劑和試劑盒。

本發明提供通過用至少一種神經干細胞誘導化合物處理人多能干細胞(hPSC)并且測定細胞的神經干細胞標志物衍生神經干細胞(NSC)。本發明還提供經由穩定的NSC期以穩健且可重現的方式由hPSC衍生高純度DA神經元群，其中可使用新研發的化學定向分化法擴增和冷藏細胞。

在一個實施方案中，本發明提供了一種生成神經干細胞(NSC)的方法。所述方法包括用檢測點激酶1(CK1)抑制劑和骨形態發生蛋白(BMP)抑制劑處理人多能干細胞(hPSC)并且分析所述細胞的神經干細胞標志物。一方面，CK1抑制劑為SB218078。另一方面，BMP抑制劑可能為Dorsomorphin、LD-193189或DMH-1。在特定方面，CK1抑制劑為SB218078而BMP抑制劑為Dorsomorphin；CK1抑制劑為SB218078而BMP抑制劑為LD-193189；和CK1抑制劑為SB218078而BMP抑制劑為DMH-1。

一方面，hPSC為人胚胎干細胞(hESC)、人孤雌生殖干細胞(hpSC)或誘導型多能干細胞(iPSC)或由其衍生的細胞系。