[發明專利]提高造血干細胞歸巢及植入率的方法和試劑

有效

• 申請號: 201410074316.5
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103784940A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 吳皖;湯威;羅琳;邢文彥
• 申請（專利權）人: 湖北華賽生物醫藥技術有限公司
• 主分類號: A61K38/16
• 分類號: A61K38/16;A61K38/10;A61K35/50;A61K35/28;A61K35/14;A61K47/42;A61P35/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

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技術領域

本發明屬于生物醫藥技術領域，具體屬于造血干細胞移植領域，更具體地涉及一種提高造血干細胞歸巢及植入率的方法和試劑。

背景技術

自從上世紀五十年代，學者發現骨髓移植能夠治療致死劑量照射小鼠以來，造血干細胞的造血重建功能受到廣泛關注。造血干細胞是一類能夠自我復制并能夠分化為成熟全血細胞的細胞。在成體內，造血干細胞存在于特定的微環境—龕位中。微環境通過可溶性及膜表面因子支持造血干細胞保持其正常的生物學功能，包括自我復制、分化、遷移等。成人體內，骨髓被認為是造血干細胞最主要的龕位。目前確定的龕位有兩種類型，包括內皮型龕位，由內皮細胞、成骨細胞及破骨細胞組成；血管周圍型龕位，由毛細血管內皮、間質細胞及網狀細胞等組成。另外，龕位中的細胞外因子，包括Ca²⁺、?CXCL12/SDF-1、干細胞因子等也具有保持造血細胞功能及定位的功能。人源干細胞的表面標記包括CXCR4,?CD34,?CD150及CD133等，在實驗條件下，CD34⁺CD133⁺Lin^-細胞被定義為人體造血干細胞。?

造血干細胞歸巢和植入到骨髓是造血干細胞移植成功與否的關鍵。造血干細胞歸巢及植入是一個復雜的過程，包括以下三個步驟1）造血干細胞在內皮細胞上的滾動及固定；2）與內皮細胞的粘附及跨膜運動；3）歸巢及植入到龕位。?在上述步驟中，造血干細胞表面表達的VLA-4,?VLA-5,?CD44?及?LFA-1等多種粘附分子與骨髓微環境中表達的VCAM-1,?ICAM-1,?纖維連接蛋白及纖維蛋白原等相互結合，是影響造血干細胞歸巢及植入的關鍵因素。

SDF-1是一種干細胞趨化因子，參與包括遷移、激活及分化在內的多種干細胞生物學活動。造血干細胞表達兩種SDF-1受體，CXCR4和CXCR7。?SDF-1/CXCR4反應軸被證實在胚胎發育過程中及成體內對造血干細胞的遷移起到關鍵的作用。實驗證明，在經過放射線或者化療藥物處理過的小鼠骨髓內的SDF-1水平的增高，對造血干細胞的歸巢和植入以及造血重建具有重要作用。CXCR4在包括造血干細胞在內的多種血細胞中均有表達。SDF-1/CXCR4反應軸影響造血干細胞的多種生物學活動，包括趨化運動、粘附分子的表達、蛋白酶的釋放等；這些生物學效應對造血干細胞的歸巢及植入具有重要作用：例如：SDF-1與造血干細胞表面CXCR4受體結合后，1）可以增加其表面LFA-1、VLA-4?、VLA-5等粘附分子的表達，促進其與骨髓微環境的粘附；2）增加造血干細胞MMP-2?and?MMP-9的釋放，促進其跨膜運動；3）刺激肌動蛋白聚合，改變細胞骨架狀態，使造血干細胞更易于遷移。因此，SDF-1/CXCR4軸對造血干細胞的歸巢、植入及移植成功率具有重要作用。

造血干細胞存在于多種組織，包括胎兒肝臟、成體骨髓、動員后的成體外周血、臍帶血及胎盤組織等。造血干細胞移植被認為是目前治療多種血液腫瘤及遺傳性疾病的有效手段。臨床上，造血干細胞移植成功率取決于有效歸巢及植入的造血干細胞數量。由于造血干細胞動員、臍帶血、胎盤等來源的造血干細胞數量較少，而經過體外擴增后的造血干細胞歸巢及植入效率大大降低，難以達到有效移植，所以提高有限數量的造血干細胞的歸巢及植入效率的方法對造血干細胞移植成功率具有重要意義。

C3a被證明能夠通過提高造血干細胞表面CXCR4受體對SDF-1的應答來增強造血干細胞的歸巢和植入。?C3a作為一種補體激肽，具有細胞激肽樣作用，可以增加毛細血管的通透性，引起炎性滲出、水腫等多種急性炎性反應，而且該類炎性反應不為抗組胺藥抑制。另外，C3a還是一種過敏毒素，能夠直接引發多種細胞的脫顆粒反應，包括內皮細胞、肥大細胞、吞噬細胞等，從而引發局部的急性炎癥反應，如果脫顆粒反應擴散，會引起過敏性休克。C3a還可以間接引起平滑肌收縮，導致支氣管和消化系統痙攣等。另外，C3a還對其他免疫細胞具有趨化作用，引發更多炎性細胞的集中和過敏毒素的釋放，從而加劇炎癥反應。因此，靜脈輸注C3a對于經過放射或者化療治療的骨髓移植患者來說，安全性方面的障礙難以克服，亟待提供了一種更安全的并能夠提高造血干細胞歸巢和植入效率的預處理方法。