[發明專利]生物人工近端小管系統及使用方法

在審

• 申請號: 201910284404.0
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN110511901A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: C.卡札內基;D.C.科特;J.香茲;A.霍彭薩克;J.漢斯曼恩;H.瓦勒斯
• 申請（專利權）人: 德普伊新特斯產品有限責任公司
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 黃希貴<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開一種生物人工近端小管裝置，所述生物人工近端小管裝置通過以下方法構成：制備脫細胞生物基質、用哺乳動物腎源性細胞和任選地哺乳動物內皮細胞來接種所述生物基質。接著，可對所述裝置靜態培養或利用生物反應器培養使其成熟，以允許腎臟細胞分化成功能近端小管細胞。所述裝置能夠執行近端小管功能。本申請還描述用于制造所述近端小管裝置的各種方法。本申請還描述使用生物人工近端小管裝置對小管細胞轉運、各種化合物的毒性效應、或藥物化合物篩選進行例如體外研究的方法。

本申請是與母案發明名稱相同的分案申請，其母案的中國申請號是201280036409.8，國際申請號是PCT/US2012/039732，申請日是2012年5月25日。

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年5月27日提交的美國臨時申請No.61/490,890的權益，該申請內容全文以引用方式并入本文。

技術領域

本發明一般涉及一種生物人工近端小管裝置，所述生物人工近端小管裝置包括生物支架和一種或多種祖細胞(例如哺乳動物腎源性細胞)，所述一種或多種祖細胞在所述支架上分化成腎近端小管細胞單層。本發明還涉及用于在生物反應器中制造和培養所述裝置的方法。本發明還提供使用所述裝置進行體外腎毒性或藥物化合物篩選的方法。

背景技術

慢性腎臟疾病(chronic kidney disease；CKD)和終末期腎臟疾病(end-stagerenal disease；ESRD)由腎臟功能的衰竭來界定，主要由腎小球濾過率來界定。這會導致腎臟不能排泄由身體產生的有毒代謝廢物。在美國，CKD變得越來越普遍，與之伴隨的是不良的健康結果和高的醫療成本。美國腎臟基金會估計2000萬美國人患有CKD，且至少還有另外的2000萬人民存在患上CKD的風險。ESRD則困擾著超過50萬患者，而患有CKD的高危人群達到150萬患者。用于CKD和ESRD的總成本占總醫療保險成本的幾乎30％，然而這類患者僅占總醫療保險人口的8.1％(2008年美國腎病數據服務，2008年年度報告)。ESRD的發生率在過去的10年中增長了超過50％，且患有CKD或存在患上CKD風險的患者人數持續增長。因此，亟需能夠修復損傷腎臟的新的治療方式以及可判斷所關注化合物的腎毒性的體外系統。

許多異生物質或因降解產生的分子通過向濾液的主動運轉而從血液中清除，所述濾液經由腎臟的腎近端小管細胞而被運往膀胱。作為執行這種重要功能的結果，腎近端小管細胞常常會由于這些化合物的毒性作用而受損。因此，在體外系統中對潛在治療性化合物的腎毒性測試已引起重大關注，此種測試可能會取代動物測試。

當前用于測試腎近端小管上皮細胞單層形成和功能的基于細胞培養的模型利用原代細胞，或者已利用從各種源(例如MDCK(犬腎傳代細胞)、LLC-PK1(Lewis肺癌豬腎1)、或HK-2細胞)建立起的細胞系進行主要開發，所述細胞系是通過用人類乳頭狀瘤病毒16E6/E7基因轉導而永生化的人類腎臟細胞系。利用這些細胞的測定系統通常利用多孔過濾器(例如過濾器)，所述多孔過濾器允許在細胞的頂點和基底外側上發生流體接觸，從而促進上皮細胞分化。

然而，利用這些細胞系具有若干缺點。這些細胞系中有許多是從腫瘤轉化或衍生而來的，可能會改變其生長、分化、并最終改變功能特性。此外，這些細胞系中有許多不是來自人類的。因此，這些細胞在功能上和對各種化合物的反應上可存在種族差異。原代細胞的使用是繁重的，這是因為細胞通常是新鮮分離的，且在用于實驗之前進行最低限度地增殖。在不期望細胞群的污染下進行分離過程可為費力的。此外，供體來源材料可具有顯著可變性。

另一個常見的問題是原代細胞形成未受損單層的時間限制；此限制了進行體外研究的細胞實用性。原代細胞常常會過度生長、掙脫表面并形成三維聚集體，從而需要添加額外的因子(例如MEK抑制劑)來保持接觸抑制(例如，如美國公開申請2009/0209019中所公開者)。多孔過濾器(例如過濾器)雖然有一定效果，但是由合成材料制成，因此不能精確地表示腎小管細胞在體內所通常暴露于其中的底層基質。