[发明专利]肾祖细胞

说明书

提供了一种用于同时生产肾单位祖细胞和输尿管上皮祖细胞的方法，其包括使间介中胚层细胞与以下物质接触的步骤：成纤维细胞生长因子9和/或成纤维细胞生长因子20，和任选的选自以下的一种或多种：骨形态形成蛋白7；肝素；Wnt激动剂；视黄酸；和RA拮抗剂。可以操作Wnt激动剂、视黄酸和/或RA拮抗剂的浓度，以有利于肾单位祖细胞和输尿管上皮祖细胞的相对生产。所述间介中胚层细胞最终经由后原条阶段从人多能干细胞衍生出。所述肾单位祖细胞和输尿管上皮祖细胞可能具有最终用途诸如用于肾修复和再生、肾的生物打印和筛查化合物的肾毒性。

技术领域

本发明涉及肾发育。更具体地，本发明涉及从人多能干细胞生产肾单位祖细胞和最终生产输尿管祖细胞的体外方法。

背景技术

由于全球晚期肾病的患病率上升至8％¹，迫切需要肾再生策略。肾是通过输尿管芽(UB)的形成以及该芽与邻近的IM-衍生的后肾间充质(MM)之间的相互作用而从间介中胚层(IM)分化出的中胚层器官²。肾单位源自从MM衍生出的肾单位祖细胞群³。IM本身从后原条衍生出⁴。尽管肾的发育起源被较好地理解²，然而人肾中的肾单位形成在出生之前完成⁵。因此，不存在能够替代丧失的肾单位的出生后干细胞。

人多能干细胞对于基于细胞的肾脏疾病治疗的产生而言具有巨大潜力。但是，关于如何生产所述必需细胞类型(其产生肾单位和肾的其它结构)的理解的缺乏，已经阻碍作为临床用细胞的来源和作为诸如肾脏疾病的治疗剂的人多能干细胞的实现。

发明内容

本发明的发明人已经使用正常胚胎发生过程中所用的生长因子在完全化学成分确定的单层培养条件下成功地指导人多能干细胞穿过后原条和间介中胚层(IM)的分化。该分化方案导致输尿管芽(UB)和后肾间充质(MM)的同步诱导，所述后肾间充质(MM)在体外形成自组织结构，包括肾单位形成。这样的hESC-衍生的组分表现出广阔的离体肾潜力，从而证实基于多能干细胞的肾再生的潜力。

因此，本发明的一个方面提供了一种生产肾单位祖细胞和输尿管上皮祖细胞的方法，所述方法包括以下步骤：使间介中胚层(IM)细胞与以下物质接触：成纤维细胞生长因子9(FGF9)和/或成纤维细胞生长因子20(FGF20)；和任选的一种或多种选自以下的试剂：骨形态形成蛋白7(BMP7)；肝素；Wnt激动剂；视黄酸(RA)、类似物或激动剂；和RA拮抗剂；以由此从所述IM细胞生产肾单位祖细胞和输尿管上皮祖细胞。

在一个实施方案中，所述IM细胞是从后原条细胞衍生出或分化出。

在一个实施方案中，所述后原条细胞是从人多能干细胞(hPSC)衍生出或分化出。hPSC的非限制性例子包括诱导的人多能干细胞(iPSC)。

在一种优选形式中，该方面提供了一种方法，其包括以下相继步骤：

(i)使hPSC与促进hPSC分化成后原条细胞的一种或多种试剂接触；

(ii)使所述后原条细胞与促进后原条细胞分化成IM细胞的一种或多种试剂接触；和

(iii)使IM细胞与FGF9接触，所述FGF9是单独的或与以下一种或多种组合：BMP7；RA；RA拮抗剂；Wnt激动剂；和/或FGF20；和肝素；以由此从所述IM细胞生产肾单位祖细胞和输尿管上皮祖细胞。

在步骤(ii)处的一种或多种试剂优选地包括FGF9。在一个特定实施方案中，FGF9存在于步骤(ii)和(iii)的至少一部分或完全贯穿其中。在一个特别优选的实施方案中，Wnt激动剂诸如CHIR99021存在于步骤(i)中。

在一个实施方案中，所述方法进一步包括鉴别存活的肾单位祖细胞和/或输尿管上皮祖细胞的步骤。