[发明专利]培养间充质干细胞的方法

说明书

优先权 

本申请要求2006年6月26日申请的美国临时专利申请No.60/805,801的优先权。 

背景 

已经从少量的供体细胞在培养物中扩增的人干细胞可以用于修复或替换损伤或缺陷的组织并具有广泛的临床应用，用于各种疾病的治疗。再生医学领域中的最新进展证明了干细胞具有独特的特性，如自我更新能力，维持未特化状态的能力以及在特定条件下分化成特化细胞的能力。 

作为再生医学的重要组成部分，生物反应器或细胞扩增系统在提供细胞生长和扩增的最佳化环境中起着重要作用。生物反应器给细胞提供营养物质并除去代谢产物，以及提供有助于细胞在密闭的无菌系统中生长的生理化学环境。 

目前可以利用多种生物反应器。最常见的两种包括平板生物反应器和中空纤维生物反应器。平板生物反应器能够使细胞在大的平面上生长，而中空纤维生物反应器能够使细胞在中空纤维的内部或外部上生长。 

干细胞生长和复制领域中的常规知识认为在生物反应器或其它体外细胞扩增系统中，附着细胞如间充质干细胞(MSC)由其它MSC紧密围绕时复制较快，并因此最初应当将大量的MSC装载于细胞扩增系统中。常规知识还认为用于在生物反应器中扩增的最佳MSC是在生物反应器中扩增之前已经高度纯化或已经与其它杂质细胞类型分离的那些细胞。本发明的方法教导了：令人惊讶地，情况并不是这样的。 

附图简述 

图1是可以用于本发明中的生物反应器的略图。 

图2是比较再接种后7天具有不同水平纯度的间充质干细胞生长的图。 

图3是比较再接种后14天具有不同水平纯度的间充质干细胞生长的图。 

图4是另一张比较具有不同水平纯度的间充质干细胞生长的图。 

发明概述 

本发明涉及体外扩增间充质干细胞的方法，其包括以下步骤：将含有间充质干细胞的细胞集合接种于基质上，使得低密度的间充质干细胞附着于基质上；扩增基质上附着的间充质干细胞；从基质取出扩增的间充质干细胞；并将间充质干细胞再接种于相同或不同的基质上。 

详述 

本发明涉及在细胞培养系统中接种和扩增MSC的方法。 

如上所述，存在多种生物反应器配置用于培养贴壁依赖性细胞如MSC，并且本发明不依赖于任何特定的配置。 

然而，作为一个非限制性实例是图1中所示的中空纤维生物反应器。可以用于本发明中的细胞扩增组件或生物反应器10由外壳14内包裹的一束中空纤维膜12制成。该中空纤维束统称为膜。外壳或组件14在形状上可以是圆柱状的并可以由任何类型的生物相容性聚合材料制成。 

用端盖或端板16，18塞住组件14的每个末端。端盖16，18可以由任何合适的材料制成，如聚碳酸酯，只要该材料与生物反应器中待培养的细胞是生物相容的。 

模件可以存在至少四个入口和出口。两个口流动地连接毛细管外空间(EC空间)，一个口34用于新鲜毛细管外培养基进入中空纤维周围的空间，一个口44用于用过的毛细管外培养基流出组件。两个口还 流动地连接毛细管内空间(IC空间)，一个口26用于新鲜毛细管内培养基流入中空纤维的腔内以及用于引入待扩增的细胞，一个口42用于用过的毛细管内培养基流出并从生物反应器移出扩增的细胞。 

可以使生物反应器中待扩增的细胞流入IC空间或EC空间中。可以使用注射器将细胞装载到生物反应器中或可以从细胞分离器将细胞直接分布于IC或EC空间中。还可以从细胞输入袋或烧瓶(显示为元件5)将细胞引入生长组件或生物反应器中，所述的细胞输入袋或烧瓶可以被无菌置于生物反应器中。 

如上所述，认为最初接种于细胞扩增系统中的细胞数量是细胞怎样快速扩增并在细胞扩增系统如上述的系统中达到汇合的重要因素。然而，以下的实施例1显示了实际上MSC并非必须由其它MSC紧密围绕来获得最佳生长和扩增。 

实施例1