[發明專利]類胰腺結構體及其構建方法與應用

有效

• 申請號: 201811367046.1
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN111197024B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 姚睿;徐銘恩
• 申請（專利權）人: 杭州捷諾飛生物科技股份有限公司;清華大學
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071;C12N5/0775;A61L27/38;A61L27/22;A61L27/20;A61L27/24;A61L27/16;A61L27/18;A61L27/52
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;黃爽

本發明提供一種類胰腺結構體及其構建方法，所述構建方法包括：A、將干細胞和/或祖細胞在體外誘導分化為類胰腺細胞團；B、將血管化細胞、類胰腺細胞團與水凝膠材料混合后進行生物打印，得到預凝膠三維結構體；C、采用多細胞培養液和/或生物反應器培養預凝膠三維結構體，即得類胰腺結構體。本發明提供的類胰腺結構體由血管化細胞及類胰腺組織細胞構成，具有天然組織的形態、表型特征和生理功能。本發明可用于類器官構建、組織/器官/人體芯片、組織工程、再生醫學、體外生理模型/病理模型/藥理模型構建、細胞生物學或藥物研究等方面。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體地說，涉及一種類胰腺結構體及其構建方法與應用。

背景技術

類器官屬于三維細胞培養物的一種，包含其代表器官的部分關鍵特性。此類體外培養的人工結構體包括具有自我更新能力的干細胞群和/或祖細胞群，可分化為對應器官特異性的細胞類型，與對應器官具有類似的空間結構并能夠再現對應器官的部分功能，從而提供一個高度生理相關的體外系統。目前已見到將類器官技術用于構建腸道、肝臟、胰腺、腎臟、前列腺、肺臟、視杯以及大腦的報道，并展示出超出傳統技術的極好的與天然組織類似的結構與功能。雖然類器官技術仍處于起步階段，但作為一種研究工具，該技術在發育生物學、疾病病理學、細胞生物學、再生醫療、精準醫療以及藥物毒性和藥效試驗等領域已顯示出巨大的研究和應用價值。

胰腺是人體的重要器官之一，其作用必不可少。胰腺為混合性分泌腺體，主要有外分泌和內分泌兩大功能。它的外分泌主要成分是胰液，內含堿性的碳酸氫鹽和各種消化酶，其功能是中和胃酸，消化糖、蛋白質和脂肪。內分泌主要成分是胰島素、胰高血糖素，其次是生長激素釋放抑制激素、腸血管活性肽、胃泌素等。胰島是胰腺的基本結構和功能單元，由彌散分布在胰腺中的許多細胞團所組成。胰島主要由4種不同的內分泌細胞所組成，即B、A、D及PP細胞，其中B細胞有分泌胰島素的功能。胰島的血液循環十分豐富，血管分布有利于細胞間的協調作用。在胰島中央區，B細胞的排列有一定的方向性，使B細胞與微血管之間有一致的銜接關系。

胰腺類器官對于研究疾病(如糖尿病、能量代謝系統疾病、胰腺癌等)發生、發展和治療、藥物開發、疾病的精準治療和藥物有效性、安全性測試具有重要意義。

目前類器官構建方法均采用水凝膠材料包裹技術，該方法操作簡便，但可控性非常差，無法實現高通量穩定制備和高通量篩選。目前亟需開發新的類器官構建方法，實現其穩定可控制備。

發明內容

本發明的目的是提供一種類胰腺結構體及其構建方法。

本發明的另一目的是提供所構建的類胰腺結構體在組織/器官/人體芯片、組織工程、體外生理模型/病理模型/藥理模型構建、發育生物學、疾病病理學、細胞生物學、再生醫療、精準醫療以及藥物毒性和藥效試驗等方面的用途。

為了實現本發明目的，第一方面，本發明類胰腺結構體的構建方法，所述方法包括以下步驟：

A、類胰腺細胞團的制備：將干細胞和/或祖細胞在體外誘導分化為類胰腺細胞團；

B、將血管化細胞、步驟A制備的類胰腺細胞團與水凝膠材料混合后進行生物打印，得到預凝膠三維結構體；

C、采用多細胞培養液和/或生物反應器培養預凝膠三維結構體，即得類胰腺結構體。