[发明专利]用于在细胞中诱导多能性的方法

说明书

本申请记载了通过将细胞与增加MUC1^*活性的生物物质或化学物质相接触从而在细胞中诱导或维持多能性的方法。

相关申请的引用

本申请要求于2008年10月9日提交的美国临时专利申请号61/104,231的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及在细胞中诱导多能性的领域。

背景技术

在小鼠和人类中已经证明的是可以通过转录因子的异位表达(Lowry et al.，2008；Maherali et al.，2007；Nakagawa et al.，2008；Okita et al.，2007；Park et al.，2008；Takahashi et al.，2006；Takahashi and Yamanaka，2006；Wernig et al.，2007；Yuet al.，2006)来将体细胞重新编程从而变成多能性。诱导多能干细胞(iPS)的产生对于实现真正的个人化再生药物(Yamanaka，2007；Jaenish and Young，2008)带来了很大的希望，因为可以使用从患者自己皮肤细胞衍生的干细胞来产生细胞以及组织从而修复由疾病或老化引起的损害。已经显示转录因子Oct4、Sox2、Klf4以及c-Myc或Oct4、Sox2、Nanog以及Lin28的组合的强制表达引起成熟细胞恢复到多能性状态。

在早期研究中，使用多种病毒载体来表达这些转录因子(Takahashi以及Yamanaka，2006；Okita等人，2007；Maherali等人，2007；Wernig等人，2007；Takahashi等人，2006；Yu等人，2006；Park等人，2008)。由于多个整合事件，多载体的使用存在问题，其能够导致致瘤性风险增加(Takahashi以及Yamanaka，2006；Aoi等人，2008))。研究人员已经试图通过使用单载体系统(Sommer等人，2009)、可切除载体(Kaji等人，2009；Soldner等人，2009；Woltjen等人，2009)、非整合型载体(Stadtfeld等人，2009；Yu等人，2009)以及瞬时转染(Okita等人，2009)来克服这个问题。然而，在实现外遗传性重新编程方面这些方法是极其无效的。

用于诱导多能性的方法包括转染癌基因c-Myc，因为它引起癌的潜力，该基因是不合要求的。在不转染c-Myc下可以产生iPS细胞(Nakagawa等人，2008；Wernig等人，2008)。然而，重新编程的效率被显著地降低了。类似地，Klf4可以诱导发育异常(Foster等人，2005)。

因为与多病毒载体整合以及诱导多能性的这些基因中的一些的不希望的副作用相关的这些问题，对于用能够调节多能性诱导基因的表达或其表达被多能性诱导基因所调节的蛋白基因产物以及蛋白或者能够调节诱导多能性的基因或蛋白的表达的小分子来替换多能性诱导基因的一些或全部的使用存在一种需要。对于这个目标，已经报道的是引入基因产物而不是基因也诱导了多能性(Zhou等人，2009)。用聚精氨酸标记以易于进入细胞的重组体Oct4、Sox2、Klf4以及c-Myc重新编程了小鼠体细胞。其他人已经使用了小分子来替换对于核心集合的基因之一的需要。上调Nanog的小分子消除了对Klf4基因(该基因也上调Nanog)的需要(Lyssiotis等人，2009)。在另一项研究中，小分子HDAC抑制剂消除了对于Klf4和c-Myc两者的需要(Huangfu等人，2008，a&b)。这些研究显示：1)蛋白基因产物可以替代对这些基因的需要；2)上调基因的小分子可以替代对这些基因的需要；以及3)在同一个调节通路中的基因(或基因产物)可以彼此替代。

尽管取得了这些成就，但是仍存在的主要问题是这些方法是重新编程低效率的。目前在体细胞中诱导多能性的比率太低以至于它们使得iPS细胞的治疗用途变得不切实际。因此，所需要的是鉴别多种蛋白以及小分子，它们或者单独地亦或除了已经被鉴别的那些之外，诱导多能性或提高细胞中诱导多能性的效率。

发明内容