[发明专利]通过人成肌细胞移植的疾病预防和缓解

说明书

发明领域

实施方案涉及使用成肌细胞转移治疗的疾病的人基因组治疗。

发明背景

Peter K. Law先前证明在Duchenne型肌肉营养不良(DMD)肌肉中的成肌细胞转移产生肌养蛋白(一种蛋白)，并且心肌中的成肌细胞转移产生重肌球蛋白(另一种蛋白)。相关专利和出版物包括Ye等2009 (Diabetologia 52:1925-1934 “Skeletal myoblast transplantation …”)关注确定治疗肌肉营养不良、心肌退化和糖尿病的安全性和有效性。

这些工作依赖于增加的肌肉强度、更多肌纤维、更好的细胞结构和蛋白补充作为监测终点。然而，他们没有鉴定任何潜在的遗传/生化机制，所述遗传/生化机制可以用来改善治疗或用作工具用于预防性或治疗性试剂诸如细胞移植剂或先导药物化合物的鉴定和选择。相反，这些研究指示它们的作用经由供体细胞存活、发育和行使功能本身起作用。在疾病的临床预防和治疗中尚未认真地解决导向基因修复的基因转录和翻译。

一种重要的疾病是糖尿病。糖尿病是在世界上成人中肾衰竭和非创伤性下肢截肢的主要原因。在2010年，估计美国已经在糖尿病治疗上花费了1980亿美元¹。估计2.85亿成人患有II型糖尿病，占2010年中糖尿病病例的约90%²。糖尿病影响~25%的西方人群，稳定增加³，并且是重要的心血管疾病风险因素⁴。流行病学和双生子研究已经清楚地指示在胰岛素抵抗的发展中主要的多源发生因素，II型糖尿病的关键特征，其也受环境因素影响^5,6。

先前的研究证明了胰岛素抵抗的发展中骨骼肌的重要性。肌肉特异性Glut-4敲除的小鼠从幼年起即为胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受的⁷。肌肉中蛋白激酶C-λ单独的缺陷将诱发腹部肥胖和其它代谢异常⁸。相反，肌肉特异性的LKB1(一种丝氨酸/苏氨酸激酶，其是胰岛素敏感性的负调节蛋白)敲除增加胰岛素敏感性并改善葡萄糖稳态⁹。这些研究暗示骨骼肌葡萄糖转运中的缺陷可以是胰岛素抵抗的发展中的关键因素。

KK小鼠的减弱的高血糖和高胰岛素血症以及改善的葡萄糖耐受随人骨骼肌成肌细胞(hSkMs)的异种移植而发生¹⁰。骨骼肌成肌细胞是单核的肌肉前体细胞，其能够与不同类型的肌纤维融合并发育成宿主表型¹¹。通过与KK小鼠骨骼肌纤维的自然融合，植入的人成肌细胞在KK小鼠中形成杂交肌纤维。

虽然对糖尿病已完成此工作，但尚无人鉴定出多基因或基因组任何潜在的基因转录物的改变。事实上，那些工作的教导和结论表明，所发现的任何改善都可以是无基因修复的情况下供体细胞存活、发育和行使功能的结果。因此，此领域内超出此基本知识的任何新的信息和治疗形式可以为疾病的临床预防和治疗提供不可估量的益处。

发明概述

开始于Peter K. Law的起始性工作，多年来，在肌肉移植治疗中已经有一些进展。然而，一直没有具体认识或理解各种疾病的疾病症状可以通过在多个基因的直接转录物的质量和数量中的变化来缓解。在本文所述的实施方案中，第一次惊人地显示使用II型糖尿病遗传异常的动物模型在多个基因的直接转录物的数量和质量中的变化可以导致疾病减轻。

令人惊讶地发现，在II型糖尿病肌肉中的成肌细胞的转移在胰岛素抵抗相关的多种途径中产生基因转录物(而不是蛋白质)的变化。结合从DMD、心肌病和II型糖尿病的成肌细胞转移技术的发展，该发现无法预料地证明，成肌细胞转移通过正常的成肌细胞细胞核的转移介导其作用，所述正常的成肌细胞细胞核的转移除了只是补充缺少的一个或多个基因或异常的一个或多个基因之外，还供应完整的人基因组。替换的基因然后转录来产生对于基因修复必要的蛋白或因子。发现了此发现的多种用途，包括用于疾病治疗、疾病预防、药物发现和选择用于治疗的优秀细胞和克隆。

附图简述

图1. 空腹状态下在KK hSkM、KK对照和KK成纤维细胞组中胰岛素信号传递途径基因转录物水平的比较。

图2.空腹状态下在KK hSkM、KK对照和KK成纤维细胞组中线粒体基因转录物水平的比较。

疾病治疗和预防

一个实施方案预防或缓解DMD症状。另一个实施方案预防或缓解心肌病症状。仍另一个实施方案预防或缓解II型糖尿病症状。