[發明專利]一種制備胰腺beta細胞的方法及其應用

在審

• 申請號: 202110245407.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112980771A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 楊子江;王浩;周圍;蘇茵
• 申請（專利權）人: 盛泰英諾（嘉興）醫療科技有限公司
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071;C12N5/0735;C12N5/10;A61K35/39;A61P3/10
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

本發明涉及一種制備分化的胰腺beta細胞的方法及其應用，具體的，所述方法包括如下步驟：(1)多能干細胞的三維懸浮馴化培養；(2)誘導馴化后的細胞分化為胰腺beta細胞。本發明還涉及由所述的分化的胰腺beta細胞制備海藻酸鈉?聚賴氨酸?海藻酸鈉(APA)微囊化的人工胰島的方法，所述方法為：使用海藻酸鈉溶液制備微囊化的人工胰島。本發明還涉及所述的胰腺beta細胞及人工胰島的應用。

技術領域

本發明屬于醫藥生物技術領域，具體的，涉及一種制備胰腺beta細胞的方法及其應用。

背景技術

糖尿病是胰島功能減退或衰竭而導致機體糖代謝紊亂的疾病。根據國際糖尿病聯盟(International Diabetes Federation,IDF)的最新統計，2019年，全球超過4.63億人患有糖尿病，到2045年將有7億人患糖尿病；中國以1.16億人糖尿病患者位居世界第一，到2045年預計將達到1.47億人。2019年，全球約有420萬人(20-79歲)死于糖尿病或其并發癥，每6秒就有1人死于糖尿病，約占全球全死因死亡的11.3％。

1型糖尿病占糖尿病總數的5-10％，是由beta細胞數量和功能的完全喪失引起的。目前治療手段主要是胰島素長期注射治療和胰島移植，胰島素注射在根本上無法治愈糖尿病及并發癥；新型的胰島素泵也有攜帶不方便、血糖控制不穩定和給病人帶來很多痛苦的劣勢。另外，胰島移植策略中胰島的提取與純化過程非常復雜，器官資源的匱乏以及如何高效穩定地獲得能滿足臨床移植要求的胰島也是胰島移植的主要挑戰。針對以上問題，開發干細胞治療技術，用以重新恢復體內原本缺失的胰腺beta細胞是根治糖尿病的更好選擇(Pagliuca FW等，2013)。

目前有關干細胞分化為beta細胞的方法主要包括：(1)基因轉染方法，是將控制胚胎向胰腺發育的多個轉錄因子PDX-1，NKX6.1，Ngn3，NeuroD，Pax4等轉染至細胞中，使其誘導分化為胰島素分泌細胞(Noguchi H等，2006)。然而，基因轉染方法存在潛在致癌風險，它是利用病毒載體將外源基因插入細胞基因組中，可能會使抑癌基因失活。除此之外，該方法獲得的胰島素分泌細胞并不成熟，不能夠很好的對葡萄糖的刺激做出響應。(2)細胞因子誘導法，該方法是根據胚胎向胰腺的發育過程，在體外模擬胰腺發育中的關鍵步驟，將干細胞誘導分化為胰腺beta細胞或胰腺祖細胞(Pagliuca FW等，2014；Rezania A等，2014；KroonE等，2008)。然而該方法步驟復雜，分化時間較長；而且不成熟的分化方法容易帶來分化批次穩定性較差，細胞得率較低，規模化生產受限等問題。但開發出成熟穩定的細胞因子誘導分化方法是能夠很好的攻克以上問題的，這也可以在體外獲得穩定的、規模化的、成熟的功能性胰腺beta細胞。

另外，移植成熟的胰腺beta細胞至異體環境中，往往會受到異體的免疫排斥，進而使得移植的beta細胞喪失原有的功能。目前有關異體移植過程中解決免疫排斥問題的主要策略是聯合免疫抑制劑的使用，但免疫抑制效果往往不太理想且面臨著終生服藥的痛苦。最新的策略顯示開發安全有效的免疫隔離工具成為異體移植過程中解決免疫排斥問題的更好選擇(Omid Veiseh等，2015；Arturo J Vegas等，2016；Daniel G Anderson等，2016)。免疫隔離工具中所用包裹材料的選擇是移植成功的關鍵，由于受不同包裹材料的影響，分化所得到的beta細胞體內功能評價效果差異也比較明顯。目前常用的包裹材料包括：(1)天然材料。脂質、多糖和蛋白質；(2)半合成材料。纖維素類衍生物等；(3)合成材料。包括可降解性和非降解性材料。其中許多材料移植體內會出現嚴重的纖維化包裹、無免疫隔離功能等問題，嚴重影響到包裹細胞的活性和功能。然而，開發出一種理想的包裹材料便可以解決上述異種移植過程中存在的問題。

因此，多能干細胞衍生的胰腺beta細胞有望通過細胞替代策略治療糖尿病，但如何更好地規模化穩定的在體外獲得成熟的胰腺beta細胞并且解決異體來源胰腺beta細胞移植后出現的免疫排斥問題一直是研究熱點。

發明內容