[發明專利]人胚胎干細胞向胰腺內分泌細胞的分化

有效

• 申請號: 201810038231.X
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN108034633B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: A.雷扎尼亞
• 申請（專利權）人: 詹森生物科技公司
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭昶;周李軍

本發明提供促進胰腺內胚層細胞分化成胰腺內分泌富集聚簇并增強激素表達細胞中的胰島素表達的方法。

本申請是申請日為2013年6月6日，申請號為201380030234.4(PCT/US2013/044472)，發明名稱為“人胚胎干細胞向胰腺內分泌細胞的分化”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年6月8日提交的美國臨時專利申請序列號61/657,160的權益，其全文以引用方式并入本文以用于任何目的。

技術領域

本發明在細胞分化領域中。更具體地，本發明公開了肝配蛋白配體和鞘氨醇-1-磷酸作為多能干細胞向內分泌細胞分化的調節因子的用途。

背景技術

用于I型糖尿病的細胞替代療法的進展以及可移植胰島的缺乏已使得注意力集中在開發適于植入的胰島素生成細胞或β細胞的來源上。一種方法是從多能干細胞諸如例如胚胎干細胞產生功能性β細胞。

在脊椎動物的胚胎發育中，多能細胞可在稱為原腸胚形成的過程中產生包括三個胚層(外胚層、中胚層和內胚層)的細胞群體。組織(諸如甲狀腺、胸腺、胰腺、腸和肝臟)將從內胚層經由中間階段發育而來。該過程中的中間階段是定形內胚層的形成。定形內胚層細胞表達多種標記物，諸如HNF3β、GATA4、MIXL1、CXCR4和SOX17。

到原腸胚形成為止，內胚層劃分成可通過一組因子的表達來識別的前-后域，所述因子唯一地標記內胚層的前、中和后區。例如，Hhex和Sox2鑒定內胚層的前區，而Cdx1、2和4鑒定內胚層的后半部分。

內胚層組織的遷移使內胚層與不同的中胚層組織緊密接近，這幫助腸管的區域化。這通過多種分泌因子諸如FGF、Wnt、TGF-B、視黃酸(RA)和BMP配體及其拮抗劑來完成。例如，FGF4和BMP促進預定的后腸內胚層中的Cdx2表達并阻遏前基因Hhex和SOX2的表達(2000Development,127:1563–1567)。WNT信號傳導也已顯示與FGF信號傳導平行工作，以促進后腸發育并抑制前腸命運(2007Development,134:2207–2217)。最后，由間充質分泌的視黃酸調節前腸-后腸邊界(2002Curr Biol,12:1215–1220)。

特異性轉錄因子的表達水平可用于指定組織的身份。在定形內胚層轉化成原腸管的過程中，腸管變得區域化成廣泛域，所述廣泛域可通過限制性基因表達模式在分子水平上進行觀察。例如，腸管中區域化的胰腺域顯示PDX-1的極高表達以及CDX2和SOX2的極低表達。相似地，高水平的Foxe1的存在指示食道組織；在肺組織中高度表達的是NKX2.1；SOX2/Odd1(OSR1)在胃組織中高度表達；PROX1/Hhex/AFP的表達在肝組織中較高；SOX17在膽道結構組織中高度表達；PDX1、NKX6.1/PTf1a和NKX2.2在胰腺組織中高度表達；并且CDX2的表達在腸組織中高。上文概括摘自Dev Dyn 2009,238:29–42和Annu Rev Cell Dev Biol 2009,25:221-251。

胰腺的形成起于定形內胚層分化成胰腺內胚層(2009Annu Rev Cell Dev Biol,25:221-251；2009Dev Dyn,238:29-42)。背側和腹側胰腺域產生自前腸上皮。前腸也產生食道、氣管、肺、甲狀腺、胃、肝、胰腺和膽管系統。

胰腺內胚層的細胞表達胰-十二指腸同源盒基因PDX1。在不存在Pdx1時，胰腺形成腹胰芽和背胰芽后不再發育。因而，Pdx1表達標志著胰腺器官發生中的一個關鍵步驟。除了其他細胞類型，成熟的胰腺還包括外分泌組織和內分泌組織。外分泌和內分泌組織產生自胰腺內胚層的分化。