[发明专利]脂肪组织衍生的基质细胞的用途

说明书

本发明涉及用于使体外培养的脂肪衍生的基质细胞定向分化成软骨细胞谱系的细胞的方法和组合物，且本发明特别涉及在将软骨细胞谱系的细胞植入受体或宿主之前或同时这类定向谱系用于治疗人体或其它物种中的疾病的诱导作用。

间充质干细胞(MSCs)是在能够分化成特异性类型的间充质或结缔组织包括脂肪、骨、软骨、弹性结缔组织、肌肉结缔组织和纤维结缔组织的骨髓、血液、真皮和骨外膜中发现的形成多能胚细胞或胚胎样细胞。这些细胞进入的特异性分化途径取决于来自机械性影响和/或由宿主组织确立的内源性生物活性因子诸如生长因子、细胞因子和/或局部微环境条件的各种影响。

在出生前的生物体中，可以充分确定MSCs分化成特定的结缔组织细胞；例如，胚胎鸡、鼠或人肢芽间充质细胞分化成软骨、骨和其它结缔组织(CaplanA I(1981):39th Annual Symposium of the Society for DevelopmentalBiology，由S.Subtelney和U.Abbott编辑，pp 3768,New York,Alan R LissInc.；Elmer等(1981)Teratology,24:215-223；Hauschka S.D.(1974)Developmental Biology(1974)37:345-368；Solursh等(1981)Developmental Biology,83:9-19；Swalla等(1986)DevelopmentalBiology,116:31-38)。此外，已经证实克隆鼠胎颅盖细胞系可分化成肌肉、脂肪、软骨和骨(Goshima等(1991)Clin.Orthop.Rel.Res.269:274-283)。还没有对出生后生物体中存在的MSCs进行目的在于证明胚后期细胞分化成几种中胚层表型的广泛研究。已经进行的少数研究包括由骨髓细胞在其在扩散室中套装(encasement)并在体内移植后形成骨和软骨(Ashton等(1980)Clin.Orthop.Rel.Res.151:294-307；Bruder等(1990)Bone Mineral,11:141-151,1990)。近来，已经从鸡骨外膜中分离出了细胞、将其平展在培养基中并且在体外高密度的条件下证实了它们可分化成软骨和骨(Nakahara等(1991)Exp.Cell Res.,195:492-503)。已经证实鼠骨髓衍生的间充质细胞在植入体内时具有分化成成骨细胞和软骨细胞的能力(Dennis等(1991)Cell Transpl.,1:2332；Goshima等(1991)Clin.Orthop.Rel.Res.269:274-283)。由Johnstone等在美国专利5,908,784中所做的工作证实了来源于皮肤的间充质细胞有分化成类似于软骨细胞的生物化学和表型细胞的能力。

成年人骨髓微环境是这些假拟间充质干细胞的潜在来源。自成年人骨髓分离的细胞有不同的名称包括基质细胞、基质干细胞、间充质干细胞(MSCs)、间充质成纤维细胞、网状-内皮细胞和Westen-Bainton细胞(Gimble等(1996年11月)Bone 19(5):421-8)。体外研究已经确定这些细胞可以沿多中胚层或间充质谱系途径分化。这些细胞包括但不限于脂肪细胞(Gimble等(1992)J.Cell Biochem.50:73-82)、软骨细胞(Caplan等(1998)J.Bone JointSurg.Am.80(12):1745-57)、造血支持细胞(Gimble等(1992)J.CellBiochem.50:73-82)、肌细胞(Prockop等(1999)J.Cell Biochem.72(4):570-85)、肌细胞(Charbord等(1999)Exp.Hematol.27(12):1782-95)、和成骨细胞(Beresford等(1993)J.Cell Physiol.154:317-328)。已经将骨髓用作再生骨、软骨、肌肉、脂肪组织和其它间充质衍生器官的基质干细胞的来源。对这些细胞的用途的主要限制在于进行骨髓活检过程时的困难和危险附属物、并且来自这种来源的干细胞的产率低。