[發(fā)明專利]一種提高臍帶血紅系祖細胞定向分化效果的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610237490.6
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105754939A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 魏偉;嵐山芮;袁嘉恩
• 申請（專利權）人: 廣州市天河諾亞生物工程有限公司
• 主分類號: C12N5/078
• 分類號: C12N5/078;C12N5/0789
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發(fā)明屬于細胞技術領域，具體涉及一種提高臍帶血紅系祖細胞定向分化效果的方法。

背景技術

在臨床治療過程中，輸血是重要的治療輔助方式，紅細胞是最常用的血液輸注成分。國內(nèi)的臨床血液供應依賴無償捐獻，而需求量持續(xù)擴大的同時無償獻血增長量卻相對落后，這使全國許多城市出現(xiàn)血液緊缺，無論是全血還是紅細胞等成分血的供應都存在缺口。

為了彌補無償獻血量增長量相對滯后所帶來的紅細胞供應不足，科研人員便進行紅細胞替代品的研究。目前開發(fā)的主要紅細胞替代品有氟碳類化合物和血紅蛋白氧載體，但這兩種替代物都有各自局限，氟碳類化合物的攜氧能力不強，體內(nèi)代謝較緩慢且制備過程對臨床使用的安全性有影響；而血紅蛋白氧載體盡管避免了血紅蛋白直接輸注導致的不良反應，但穩(wěn)定性差，同時游離血紅蛋白所產(chǎn)生的毒副作用也對人體有直接的傷害，這些都限制了臨床應用。所以，尋覓更有效的紅細胞替代物具有實際意義。

干細胞研究的蓬勃開展以及相關的生物學技術應用作為生命科學的研究熱點之一，為再生醫(yī)學帶來了希望。目前干細胞的應用方面，造血干細胞是應用時間最久且效果已被廣泛驗證的。造血干細胞能分化為紅細胞、血小板、T淋巴細胞等血液成分、重建人體造血系統(tǒng)，所以從1950年代骨髓移植開始，造血干細胞便在世界范圍內(nèi)廣泛應用于臨床，作為重建患者造血體系、治療血液系統(tǒng)疾病的重要方法。1989年Gluckman主持了世界第一例臍帶血造血干細胞移植，從此臍帶血造血干細胞便廣泛用于臨床治療。臍帶血造血干細胞采集過程簡單、對供者無任何傷害、實物儲存且細胞狀態(tài)更為原始的優(yōu)點，都是骨髓及外周血不具備的，是理想的造血干細胞來源。

世界范圍內(nèi)對造血干細胞的不斷研究發(fā)現(xiàn)，體外進行造血干細胞分化從而為臨床治療提供相應的血液成分細胞是可行的，這是能夠彌補無償獻血量不足的新研究方向。在人體內(nèi)，造血干細胞選擇紅系方向分化成紅系祖細胞，再由紅系祖細胞繼續(xù)分化成熟為紅細胞，該過程是復雜的，而在體外進行該誘導分化過程同樣存在許多待克服的問題，尤其是紅細胞的規(guī)模化制備和紅細胞分化成熟的效率方面，都制約了體外造血干細胞直接分化為紅細胞的實際效果，從而限制了造血干細胞體外分化為紅細胞的臨床應用潛力。

隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)輸注紅系祖細胞(ErythroidProgenitorCell)，同樣可以作為臨床上補充紅細胞的途徑。2010年，Arvind等證實，造血干細胞在體外定向誘導分化為紅系祖細胞后輸注回機體，紅系祖細胞可與骨髓基質(zhì)細胞有效地相互作用，提高了紅系祖細胞在體內(nèi)的存活率和增加了后期成熟比例，因此輸注紅系祖細胞并在體內(nèi)的成熟過程可視為一種新的可擴增的輸注方法。

與輸注一般的紅細胞相比，輸注紅系祖細胞有幾方面顯著的優(yōu)點：1)紅系祖細胞在體內(nèi)可以繼續(xù)分化，最終形成4～64個紅細胞，對比于紅細胞，輸注紅系祖細胞所需要的細胞數(shù)量會大為減少，從而降低了身體的鐵負荷；2)紅系祖細胞在體內(nèi)環(huán)境下成熟并分化產(chǎn)生的紅細胞具有更長的存活時間，攜氧能力更強，使患者的細胞輸注頻率降低，輸注次數(shù)減少，相應地降低了紅細胞輸注過多而引起的血色病的發(fā)病可能性；3)紅系祖細胞體內(nèi)成熟分化的過程，對于受化療放療的腫瘤患者和慢性貧血的支持性治療具有更好的效果；4)輸注紅系祖細胞能有效減少輸注次數(shù)，減少了輸注導致感染的可能性，從而提高了輸注安全性。

紅系祖細胞作為造血干細胞的重要分化方向，世界范圍內(nèi)已廣泛開展研究。在體外，紅系祖細胞的定向分化擴增普遍采用細胞因子誘導，通常使用IL-3(白介素-3)、SCF(干細胞因子)、EPO(紅細胞生成素)、CSF(集落刺激因子)等因子的組合進行培養(yǎng)。對于單純的細胞因子誘導，其擴增分化效率與臨床需要有相當距離。如果采用生物反應器，紅系祖細胞的生成量確實可以大幅提高，但隨之而來大幅增加的成本同樣制約著臨床使用。所以，如何在提高造血干細胞向紅系祖細胞誘導分化效果的同時降低成本負擔，對實際應用有重大意義。