[发明专利]一种诱导成纤维细胞转分化为脂肪细胞的诱导培养基及其应用

说明书

本发明公开了一种诱导成纤维细胞转分化为脂肪细胞的诱导培养基、方法及其应用，所述诱导培养基，包含基础培养基和诱导小分子组合，所述诱导小分子组合为SG或6TF，其中S为SB431542、G为GSK126、6为E616452、T为苯环丙胺、F为毛喉素。本发明诱导培养基能够将成纤维细胞诱导转分化为脂肪细胞，所得脂肪细胞具有正常脂肪细胞特异性分子标签，并且具有正常脂肪形成油脂的功能，为再生医学的细胞来源问题提供一种新的途径。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种诱导成纤维细胞转分化为脂肪细胞的诱导培养基及其应用。

背景技术

多细胞生物体绝大部分是由全能性的受精卵发育而来的。精卵结合形成的受精卵经历逐级谱系分化最终发育为成熟个体。其中，细胞的命运决定是成千上万的外源信号与内源因子协同作用的结果，这一过程复杂而难以操控。近些年生命科学飞速发展，其中最引人注目的成就之一便是人们通过外源途径来改变细胞的命运。通过过量表达谱系特异性调控因子，人们不仅能使成体细胞去分化为胚胎干细胞，还能实现不同世系成体细胞之间的转分化过程。

随着重编程技术的发展以及干细胞本身所具有的特性，使得人类有可能在体外培养某些干细胞，诱导其分化或定向转分化为具有重要功能的体细胞，以供临床所需；同时，再生医学则正是利用组织工程、干细胞移植和药物等临床手段，将功能无法自行恢复的病变组织、器官得到结构和功能的重建。干细胞在治疗脂肪和神经损伤举得一些疗效，但依然面临着细胞来源不足的问题，且异体移植又可能会导致免疫排斥的发生。目前，通过在体细胞中强制表达特定重编程因子，介导体细胞直接转分化为某些珍贵的或者不可再生的细胞，为解决上述细胞来源不足的问题提供了新的途径。

然而，外源基因过量表达的方法技术壁垒较高，表达载体可能插入基因组，导入系统安全性存在隐患，效率也有待提高。除了特异性基因的诱导手段，一些小分子化合物也被证实能够促进细胞重编程过程。最近的几项研究发现，重编程过程中的所有转录因子都可以用小分子替代。小分子化合物不仅具有渗透入细胞膜、易操控和成本低等优势，并且小分子能实现没有任何外源基因介入的体细胞重编程过程，这无疑为人们获得多能性干细胞提供了新的方法和思路。

目前，体外获取脂肪细胞主要是从脂肪组织等处直接分离，或者由干细胞分化得到。由干细胞获取脂肪细胞，一般都需经过两轮有丝分裂停滞，再依次激活PPARγ，C/EBP，E2F/DP等转录因子的表达。该过程是由一系列的小分子激活相应的信号通路完成，包括Forskolin或IBMX提高腺苷酸环化酶(cAMP)的水平，抑制Wnt10b和Sp1，激活C/EBPβ通路。此外，还有研究表面在低氧条件下培养脂肪干细胞，不仅能提高其存活率和增殖速度，还能提高其向脂肪分化的能力。然而，至今未见到转分化直接获取脂肪细胞的报道。

发明内容

本发明提供了一种利用添加有小分子组合的诱导培养基诱导成纤维细胞转分化为脂肪细胞的方法。

在系统分析了10多种小分子的不同组合对小鼠成纤维细胞基因表达和克隆形态影响的基础上，发现小鼠成纤维细胞可以同时转变为包括心肌细胞、神经细胞和脂肪细胞等各种体细胞类型。这种随机多向转分化的现象，称之为小分子组合诱导的多向转分化(induced multi-lineage trans-differentiation，iMT)。具有这种功能的小分子组合称为诱导小分子组合。

一种诱导成纤维细胞转分化为脂肪细胞的诱导培养基，包含诱导小分子组合，诱导小分子组合为SG或6TF，其中S为SB431542、G为GSK126、6为E616452、T为苯环丙胺(Tranylcypromine)、F为毛喉素(Forskolin，FSK)。其中，E616452和SB431542是TGF-β信号通路中ALK5位点的抑制剂；GSK126是EZH2甲基转移酶的抑制剂；苯环丙胺是单胺氧化酶的抑制剂，一般作为抗抑郁药；毛喉素是腺苷酸环化酶(Adenylate cyclase，AC)的激活剂。