[发明专利]用于体内诱导胰腺β细胞形成的方法和组合物

说明书

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优先权要求

本申请是非临时申请，且要求2012年7月31日提交的美国临时申请61/678,077的优先权，将所述临时申请通过引用整体并入本文。

涉及的序列表

37CFR 1.821-1.825所要求的序列表与本申请一起电子提交。将所述序列表通过引用并入本文。

背景

大多数医学药物治疗利用了化约法(reductionist approach)：一种分子用于一种细胞病理生理学状况。尽管已证实化约法可成功地用于单基因疾病，但其不能用于复杂的疾病。医生们已认识到需要组合的方法来治疗复杂的病症例如1型或2型糖尿病。用于糖尿病的一种治疗是胰岛素注射剂的施用，这追溯到1922年。然而，胰岛素注射剂在许多1型和2型糖尿病患者中不阻止糖尿病并发症(例如，视网膜病变、神经病、肾病、心血管疾病和中风)的发生。这些糖尿病并发症的治疗费用是巨大的并且在很大程度上造成了糖尿病患者增加的医疗保健费用。

尽管已在生物医学研究中取得了进展，但科学家和临床医师仍然在寻找有效的用于糖尿病的治疗。在某些形式的糖尿病中，β细胞是受到损坏、有缺陷或衰竭的。用于糖尿病的潜在治疗包括基于药物的疗法和基于细胞的疗法，这两者都有其局限性。基于药物的疗法通常仅治疗症状并且患者长期依赖于它们。基于细胞的疗法受累于细胞及其来源的缺乏、免疫排斥和高的生产和配送成本。

基于细胞的疗法是治疗其中胰腺β细胞数量或β细胞功能的减小是成因或促成性的糖尿病和其它病况的一种方法(D'Amour et al.,Nature Biotech 24:1392-1401,2006；Kroon et al.,Nature Biotech 26:443-452,2008)。多组分混合剂是用于再生β细胞的胚胎前体的一种方法，例如已将转录因子的混合剂用于干细胞研究(Eminli et al.,Nature Genetics 41:968-976,2009)或最近已将病毒载体混合剂用于小鼠中(Zhou et al.,Nature 455:627-632,2008)。一般而言，这些细胞在其对葡萄糖的应答上是未发育完全的，并且尽管细胞包含并表达胰岛素，但是它们不能在葡萄糖存在的情况下或响应葡萄糖浓度的变化而分泌胰岛素。

因此，仍然存在对于治疗糖尿病的方法例如产生在受试者中体内地表达和分泌胰岛素的β细胞的需要。

概述

本文描述的方法体外或体内地诱导胰腺β细胞形成。在某些方面，所述方法在成体受试者中诱导胰腺β细胞形成而无需使细胞去分化以重演胚胎途径。在其它方面，所述方法在处于不同分化阶段的细胞中诱导胰腺β细胞形成。在其它方面，所述方法可用于体外诱导β细胞形成。本文描述的方法的某些实施方案特异性靶向胰腺β细胞形成的胚胎后诱导而不再现胰腺的胚胎形成过程－所述胚胎形成过程导致多种胰腺内分泌细胞类型的产生。在成体受试者中体内地产生新的β细胞的能力可为患有1型和2型糖尿病以及其它类型的糖尿病的患者的治疗提供新型治疗方法。在成体受试者中增加胰腺β细胞的数量的能力对于糖尿病可以是治疗性的、预防性的和/或治愈性的。

某些实施方案涉及调节和整合三个水平的β细胞生理学的组合物和方法：(i)葡萄糖代谢，(ii)膜受体功能，和(iii)转录因子。在某些方面，本文描述的方法靶向胰腺β细胞形成的胚胎后诱导过程。由于胚胎过程导致多种内分泌细胞类型，故本文描述的胚胎后方法被设计来主要地或仅诱导β细胞的形成。在某些方面，β细胞体外地或在器官或组织例如胰腺中体内地形成而不引起可检测水平的其它内分泌细胞类型(例如分泌胰高血糖素的α细胞或分泌生长抑素的δ细胞)的形成。据本发明人所知，在现有技术水平中没有其中在成体受试者中体内地诱导胰腺β细胞形成而不诱导其它胰腺内分泌细胞类型的报道。这种在成体受试者中体内地产生β细胞的能力为患有1型和2型糖尿病以及其它类型的糖尿病的患者的治疗提供了新型治疗方法。

某些实施方案采用基因转移方法来调节胰腺β细胞形成的细胞内靶。其它实施方案使用模拟由基因转移方法学调节的细胞过程的治疗剂。其它实施方案还使用基因转移和治疗剂的组合。