[發明專利]一種神經干細胞誘導分化培養基及誘導分化方法

在審

• 申請號: 202011538099.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN114736864A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 魏君;蔡萌;周佳;侯夢瑩;云軒
• 申請（專利權）人: 武漢睿健醫藥科技有限公司
• 主分類號: C12N5/0797
• 分類號: C12N5/0797;C12N5/0793;C12Q1/02;A61K35/30;A61P25/00
• 代理公司: 南京華訊知識產權代理事務所(普通合伙) 32413
• 代理人: 劉怡彣

本發明提供了一種TGF?β小分子抑制劑在神經再生領域的新用途，可用于多種神經細胞及類腦器官的體外再生和定向分化。通過將其添加在一組化學成分明晰的基礎培養基中，可以將多能干細胞誘導轉變為多種神經干細胞來源的成體細胞，并且極大的提高了誘導得到的神經細胞數量。本發明提供的誘導系統拓展了單一小分子在外胚層細胞誘導分化領域里的嶄新功能，同時避免了B27等代血清的使用，從而完全免除在細胞培養過程中動物源性成分的存在帶來的潛在危險，大大拓展了多種神經細胞移植的臨床前景。

技術領域

本發明屬于生物領域，具體涉及外胚層細胞的培養方法、培養基，以及其在神經損傷類疾病中的應用。

背景技術

外胚層是胚胎發育過程中形成的最外層，隨著器官發生的開始，外胚層細胞逐漸分化為大腦、脊髓、感覺器官等重要的系統。其中神經系統是負責思維、情感、感知、運動等功能的重要系統。相比于腫瘤等疾病，目前神經系統疾病的藥物數量較少，且研發周期漫長，其中最為重要的一個原因為外胚層譜系中多種原代細胞的特殊性，例如原代神經元的不可再生性造成了神經系統藥物體外藥物篩選平臺的稀缺。

除了可以用于藥物篩選之外，外胚層細胞的體外再生能治療多種退行性疾病，例如神經退行性疾病是目前常見的老齡化疾病，該疾病的治療及護理費用極其昂貴，而且市面上無特效藥物可以進行有效的治療。神經退行性疾病包括肌萎縮側索硬化癥(ALS)、帕金森病(PD)、阿爾茨海默癥(AD)等疾病。世界衛生組織統計，2050年我國神經退行性疾病患者將超過3000萬，預期醫療費用將超過1萬億人民幣。目前主要以藥物去補充或刺激腦內不足的左旋多巴、神經核團毀損術或腦深部電刺激手術等治療方法，但均不能達到很好的療效，并且會帶來“異動癥”或是“藥效波動”等嚴重影響生活質量的不良反應。

除神經退行性疾病之外，脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是常見的一種神經系統創傷性疾病，據國外統計SCI患者一生的治療康復費用平均達75萬美元以上，美國每年對SCI患者的花費超過60億美元。我國的患病率更是高于歐美發達國家，昂貴的治療費用，長時間的康復治療以及勞動力的喪失給個人及家庭帶來的巨大影響，也給社會帶來沉重的負擔。

神經退行性疾病和脊髓損傷的研究難點在于中樞神經系統的神經細胞具有不可再生性，體外疾病模型的稀缺是基礎研究的限制性因素，而這類疾病是由于中樞神經的不可逆損傷造成。神經細胞包括神經干細胞，成熟神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞等不同神經細胞類型。現存的神經細胞系資源有限，多為神經系統腫瘤細胞系，且在建系過程中存在EB病毒帶來的不穩定因素；神經細胞由于體外傳代不易，胚胎及胎兒來源的神經干細胞由于倫理限制不便普及。目前，雖然神經干細胞的異體移植已經在臨床上取得了一定的效果，但以上因素都進一步阻礙了相關疾病的臨床推進。

2006年，山中伸彌的團隊發明了一種由OCT4、SOX2、KLF4和c-Myc四種轉錄因子構成的“雞尾酒”法，能夠成功將終端分化的皮膚成纖維細胞重編程成為具有分化多能性的干細胞，這種干細胞被稱為誘導多能干細胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)(Takahashi K,et al.,Cell,2006,126(4)pp.663-676；Takahashi K and Yamanaka S,Cell,2007,131(5)pp.861-872)。這些干細胞具有和胚胎干細胞(embryonic stem cells)類似的分化潛能，能夠形成人體發育最基本的三個胚層：外胚層、中胚層及內胚層，并最終形成多種成體細胞。這一發明突破了在醫學上使用人胚胎干細胞的倫理限制，可以解決細胞移植治療中的免疫排斥問題，大大拓展了干細胞技術在臨床醫學上的應用潛力。使用包括胚胎干細胞及誘導多能干細胞(iPSC)在內的全能干細胞或者多能干細胞作為原材料進行外胚層細胞誘導分化可以作為臨床治療的新思路，大大拓展了外胚層細胞在臨床醫學上的應用潛力。