[发明专利]用于经由定向分化将前体细胞转化为胃组织的方法和系统

说明书

公开了诱导胃细胞和/或胃组织形成的方法，如以胃类器官的形式。可以通过激活和/或抑制前体细胞内的一种或多种信号传导途径来进行胃细胞和/或组织的形成。还公开了使用所公开的胃细胞，胃组织和/或源自前体细胞的胃类器官的方法。

关于联邦赞助研究的声明

本发明是在由国立卫生研究院授予的DK080823，DK092456和GM063483下的政府支持下进行的。政府对本发明有一定的权利。

优先权要求

本申请要求于2014年5月28日提交的题为“Methods and Systems forConverting Precursor Cells into Gastric Tissues through DirectedDifferentiation”的Wells等人的美国临时专利申请No.62/003,719的优先权和权益用于所有目的。

技术领域

本文中公开了涉及通过定向分化将干细胞转化成特定组织或器官的方法和系统。特别地，公开了用于从人多能干细胞促进定形内胚层形成的方法和系统。还公开了用于从分化的定形内胚层促进胃类器官或组织形成的方法和系统。

发明背景

胃功能和构造在哺乳动物物种之间广泛变化，以适应极其多种栖息地和饮食。因此，非人类胃发育和疾病模型具有相当大的局限性。例如，细菌幽门螺杆菌(HelicobacterPylori)感染世界人口的50％，其中10％发展为消化性溃疡病，1-2％^1-3发展为胃癌。胃疾病，包括消化性溃疡病和胃癌，影响世界人口的10％，并且主要是由于慢性幽门螺杆菌感染。幽门螺杆菌诱导的疾病的当前模型依赖于不表现出与人对感染的响应相同的病理生理特征的动物模型⁴，并且胃细胞系缺乏体内胃上皮的细胞和构造复杂性。因此，没有足够的模型来研究幽门螺杆菌感染的作用，就像它发生在人类中一样。虽然最近使用成体胃干细胞的进展允许体外啮齿类胃上皮的生长⁵，但是从人患者获得这些细胞将需要手术。此外，这种方法不能用于对人胃的胚胎发育或基质-上皮相互作用建模。胚胎发育和成体胃的构造的物种差异使鼠模型对于器官发生和该器官的发病机理的研究变得不是最佳的。因此，需要强大的体外系统来阐明人类胃发育和疾病的根本机制，以及鉴定用于这些疾病的人类治疗的新型治疗。

本领域中需要用于精确控制前体细胞，如人多能干细胞的目的地的方法和系统，以便创建期望的特定类型的组织或生物体，特别是胃组织，其可以用于一个或多个上述目的。

发明概述

公开了诱导胃细胞和/或胃组织形成的方法，如以胃类器官的形式。可以通过激活和/或抑制前体细胞内的一种或多种信号传导途径来进行胃细胞和/或组织的形成。还公开了使用所公开的胃细胞，胃组织和/或源自前体细胞的胃类器官的方法。

附图简述

本领域技术人员将理解，下面描述的附图仅用于说明的目的。附图不旨在以任何方式限制本教导的范围。

专利或申请文件包含至少一个彩色附图。根据请求并支付必要的费用后，由官方提供具有彩色附图的本专利或专利申请公开文本的副本。

图1描绘了Sox2/Cdx2/B-连环蛋白在胃球体中的表达和RA的作用。

图2A-2E描述了用于定向将hPSC分化为三维胃类器官的体外培养系统的示意图(图2A)，通过用Sox2，Pdx1和Cdx2对小鼠E10.5胚胎的整装免疫荧光染色的发育中的后部前肠器官的限定标志物(图2B)，在存在和不存在RA的情况下的PDX1表达(图2C)，显示后部前肠球体生长成hGO期间的形态学变化的立体显微照片(图2D)，在E14.5和E18.5和hGO发育的相当阶段时的发育中的小鼠窦的比较(图2E)。