[发明专利]胰岛细胞的离体成熟

说明书

相关申请的交叉引用

对2011年9月28日提交的美国申请序列号61/540,288和美国申请序列号61/540,293要求优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及将未成熟朗格罕氏岛分离并培养至成熟的方法。

背景技术

糖尿病是一类具有多个共同特征的疾患，其中增加的血液葡萄糖是最明显的。糖尿病的四种最常见类型为1型糖尿病(T1D)、2型糖尿病、继发性糖尿病和妊娠期糖尿病。T1D是胰岛素缺乏疾病，主要在幼年时期发病，并且如果不治疗则以高血糖症为特征。T2D是胰岛素不敏感与胰腺胰岛素分泌不能补偿胰岛素不敏感相结合的疾患。继发性糖尿病在内分泌系统损害(例如胰腺损伤、肝硬化、内分泌疾患或者某些抗病毒或抗精神病治疗)之后发生。妊娠期糖尿病作为怀孕的并发症发生。

身体唯一的胰岛素来源是β细胞，其存在于胰腺的朗格罕氏岛(后文中称为“胰岛”)中。胰岛是具有独特细胞结构之内分泌细胞的聚集体，其构成胰腺总体积的约2％。除了产生胰岛素的β细胞之外，胰岛还包含产生胰高血糖素的α细胞、产生促生长素抑制素的δ细胞、产生胰腺多肽的PP细胞和产生饥饿素的ε细胞。胰岛的细胞一起调节内分泌功能，并且代谢紊乱的治疗常常涉及恢复或调节胰岛外分泌功能。这些治疗之一是胰岛同种异体移植，并且其可部分或完全治愈T1D数月至数年。但是，其治疗应用由于胰腺供体的短缺仍受限，而胰腺供体是人胰岛的唯一临床上认可的来源(Scharp D，等.(1990)Diabetes.39：515-518；Wier GC，等.(1997)Diabetes1997；46：1247；Shapiro AM，等.(2000)N Engl J Med2000；343：2303；和Ichii H，等.(2009)J Hepatobiliary Pan creat Surg.16(2)：101-12.Epub2008Dec26)。

人胰岛供给不足的潜在补救措施是异种移植包封于免疫应答保护性屏障中的非人胰岛。参见图1和(Orive G，等.(2003)Nat Med.9：104；Duvivier-Kali VF，等.(2001)Diabetes.50：1698；和Schneider S，等.(2005)Diabetes54：687)。特别是，由于猪胰岛与人胰岛类似的大小和生理学、人胰岛素与猪胰岛素几乎相同的分子结构以及猪胰岛素在人糖尿病治疗中的长期安全使用，猪是合适的胰岛来源。猪还提供具有大产仔数和相对容易交配的额外优点。

当前仅通过使用市售大小或青壮猪(yuong adult pig)作为供体动物进行用于移植的成熟猪胰岛(即，完全功能的胰岛)的分离。但是，从青壮和市售重量猪中分离胰岛是劳动密集型的并且需要大量的设备和供应，包括将猪饲养至适当大小所需的资源。固有易损的成年猪胰岛的最终产量还对诸如饲养的因素、胰腺质量和如下事实敏感：围绕胰岛的绝大部分(约98％)的胰腺组织为具有高度酶促活性的外分泌组织，其在开始常规胰岛分离程序之后立即开始破坏胰岛。事实上，前述因素加剧了胰岛的易损性并且在胰岛分离、储存和培养期间导致大量胰岛破碎(即，其细胞结构的破坏)(Socci C，等.(1989)Horm.Metab.Res.25(Suppl.1)：32-35；Kirchof N，等.(1994)Transplant.Proc.26：616-617；Van Deijnen JHM，等.(1992)Cell Tissue Res.267：139-146；和Marchetti P，等.(1992)Diab.Nutr.Metab.5(Suppl.1)：151-154)。因此，每个胰腺的胰岛产量大大低于基于每个胰腺的固有胰岛计数的理论产量。用H&E染色的组织样品揭示，与成年猪胰腺中发现的轮廓分明的胰岛相反，幼猪胰腺较不致密并且具有广泛分散的胰岛素阳性细胞而没有界限清楚的胰岛结构。参见图2。