[发明专利]新颖的核重编程序物质

说明书

技术领域

本发明涉及新颖的核重编程序物质及其用途，更具体地，涉及可以替代Klf4的新颖的核重编程序物质，和使用所述物质建立诱导的多能干(在下文中称作iPS)细胞的方法。

背景技术

近年来，小鼠和人iPS细胞已经相继建立。Yamanaka等人通过分析EST数据库，鉴别出了在多能细胞(诸如胚胎干细胞和生殖细胞)中特异性地表达基因，并使用敲除的小鼠技术等，进行了功能分析。考虑到其它研究组的一些报告，他们选择了24个基因作为在体细胞中诱导多能性(重编程序细胞核)的候选物[WO 2007/069666A1；Takahashi，K.和Yamanaka，S.，Cell，126：663-676(2006)]。他们如下诱导iPS细胞：通过将这24个基因导入来自报告小鼠的成纤维细胞(MEF)中，其中新霉素抗性基因被敲入(knock-in)Fbx15基因座中，并借助于逆转录病毒，使细胞表达这些基因。通过转移24个基因中的23个，他们进一步缩小了对于细胞核重编程序而言最重要的基因的范围，并最终鉴别出了4个基因Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc作为在体细胞中的细胞核重编程序的必需因子[WO 2007/069666A1；Takahashi，K.和Yamanaka，S.，Cell，126：663-676(2006)]。

另外，Yamanaka等人成功地建立了iPS细胞(Nanog iPS细胞)，所述细胞表现出与在胚胎干(ES)细胞中的那些几乎相同的基因表达和后天修饰特性，并通过生产转基因小鼠，成功地制备出嵌合小鼠，其中绿荧光蛋白(GFP)和嘌呤霉素-抗性基因整合进Nanog的基因座中，它们的表达与Fbx15表达相比更集中在多能细胞中，使源自该小鼠的MEF表达上述的4个基因，并成功地选择出嘌呤霉素-抗性的和GFP-阳性细胞[Okita，K.等人，Nature，448：313-317(2007)]。此后，据披露，使用除了c-Myc基因之外的3个因子，也可以制备iPS细胞，这也构成嵌合小鼠的种系[Nakagawa，M.等人，Nat.Biotethnol.，26：101-106(2008)]。

此外，Yamanaka等人通过将与在小鼠中使用的那些相同的4个基因或3个基因导入人皮肤成纤维细胞中，成功地建立了iPS细胞[WO2007/069666A1；Takahashi，K.等人，Cell，131：861-872(2007)]。因此，已经证实，通过将确定的因子导入体细胞中，可以在人和小鼠中制备在多能性方面与胚胎干细胞相当的iPS细胞。

在4个基因Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc中，据报道，Oct3/4和Sox2是维持胚胎干细胞的自我更新和多能性所必需的，且还已经报道，c-Myc参与维持胚胎干细胞的自我更新和多能性。同时，Klf4属于Krüppel-样因子(Klf)家族，即控制不同的生物学过程的转录因子，包括增殖、分化、发育和细胞凋亡[McConnell，B.B.等人，Bioassays，29：549-557(2007)]，但是它的功能的细节仍然不明。不同于胚胎干细胞，从植入后胚胎的上胚层建立的上胚层干细胞(EpiSC)不能形成嵌合的胚胎，甚至当注射进宿主胚泡中时。但是，在EpiSC中，以与在胚胎干细胞中的那些类似的水平表达Oct3/4和Sox2，而在显著更低的水平表达Klf4基因。最近，据报道，通过将单独的Klf4基因转入EpiSC中，可以获得与胚胎干细胞的性质类似的性质[Guo，G.等人，Development，136：1063-1069(2009)]。

由于胚胎干细胞不表现出形态学变化，甚至在通过RNAi抑制(knock down)Klf4时[Nakatake，Y.等人，Mol.Cell.Biol.，26：7772-7782(2006)]，但是，Klf4可能不是维持胚胎干细胞的未分化状态所必需的。Yamanaka等人假设，用属于相同的各个家族的其它基因可以替代这4个基因，并证实，甚至当用Klf1、Klf2或Klf5替换Klf4时，可以建立iPS细胞[WO 2007/069666A1；Nakagawa，M.等人，Nat.Biotethnol.，26：101-106(2008)]。Thomson等人的研究组报道，使用Nanog和Lin28替代Klf4和c-Myc，可以制备人iPS细胞[WO 2008/118820A2；Yu，J.等人，Science，318：1917-1920(2007)]；可以认为，Klf4的功能与Nanog相比具有许多共同的方面。