[发明专利]一种体外诱导干细胞向胰岛素分泌细胞分化成熟的培养添加物及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及干细胞技术领域，尤其是涉及一种体外诱导成体干细胞或诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell，iPS)向胰岛素分泌细胞分化的培养添加物。以及该添加物在干细胞向胰岛素分泌细胞分化中的应用。

背景技术

糖尿病以期高发病率和严重的并发症成为威胁人类健康的重大疾病，目前使用降糖药物或胰岛素治疗在一定程度上能够改善病人的糖代谢紊乱，但并不能有效地防止或逆转糖尿病引起的微血管病变及其并发症。胰岛移植是治疗胰岛素依赖型糖尿病的有效方法，并且有实验资料显示，胰岛移植不仅能够纠正糖代谢的紊乱，而且能够防止或逆转糖尿病的微血管病变。但是，由于目前可以提供用于胰岛移植的胰腺供体极度缺乏，限制了胰岛移植在临床的广泛应用。因此，应用干细胞技术通过定向诱导分化制备胰岛是解决胰岛移植细胞来源的一种可行的技术方法，具有重大应用价值。

最近已经有许多研究报道将多种来源的干细胞诱导分化成为胰岛内分泌细胞，将这些细胞移植到糖尿病的动物体内可以明显改善糖代谢紊乱。例如：中华人民共和国国家知识产权局公开的申请人为“北京大学”的发明申请200510064431.5，；申请人为“杰龙公司”的发明申请02824367.6等发明创造的主要内容都是将干细胞诱导分化成胰岛内分泌细胞的方法。

应用转基因技术可以从不同种属成体细胞建立诱导性多能干细胞(iPS)，并且将这些细胞定向分化成为胰岛内分泌细胞。另外，某些胰岛来源的内分泌细胞系如胰岛素瘤细胞也可能成为胰岛移植可选择的细胞材料。

但目前干细胞向胰岛素分泌细胞诱导分化过程中尚存在分化效率不高和分化后细胞成熟度低的问题。解决这两个问题是干细胞产品在治疗糖尿病方面应用的基础。

发明内容

本发明提供一种体外诱导干细胞向胰岛素分泌细胞分化成熟的培养添加物及其用途。

所述的干细胞可以是胚胎来源以外的任何具有分化为胰岛素分泌细胞能力的干细胞。例如胰腺成体干细胞或诱导性多能干细胞(iPS细胞)。

本发明所使用的术语“成体干细胞”是指人和动物成体来源的各种干细胞，例如成体组织干细胞、骨髓间充质细胞、造血干细胞等。“iPS细胞”指按照文献报道的技术方法(Cell，2006，126(4)：663-676)从成体细胞通过转基因技术建立的多潜能干细胞。

所述的培养添加物主要成分为胰高糖素样肽1(或其类似物)、尼克酰胺和1，25-(OH)₂D₃。

进一步地，本发明所述培养添加物可以与任何基础培养基搭配使用。这些细胞培养基可以通过商业化途径购买获得，也可以参照公开出版物上的配制方法自行配制获得。常用的细胞培养基，例如M199培养基、1640培养基、DMEM培养基、DMEM/F12培养基等。同时为了达到较好的诱导分化效果，应该添加10％到20％的血清。

本发明的培养添加物中胰高糖素样肽1的使用浓度优选为10^-9M～10^-6M，尼克酰胺的使用浓度优选为10^-4M 1-10^-1M，1，25-(OH)₂D₃的使用浓度优选为10^-9M～10^-6M。更优选地，胰高糖素样肽1的使用浓度为10^-8M～10^-7M，尼克酰胺的使用浓度为10^-3M 1-10^-2M，1，25-(OH)₂D₃的使用浓度为10^-8M～10^-7M。

本发明的培养添加物中胰高糖素样肽1可以用其类似物替代，如艾塞那肽、利拉鲁肽、exendin4等。这些类似物与胰高糖素样肽1结构和功能类似，均可结合并激活胰高糖素样肽1受体。这些类似物的使用浓度与胰高糖素样肽1相同。

使用本发明的培养添加物诱导干细胞向胰岛素分泌细胞分化的时间可根据不同来源不同类似干细胞而不同，具体诱导时间参考已经公开的该类干细胞向胰岛素分泌细胞诱导分化时间。

使用本发明的培养添加物诱导干细胞向胰岛素分泌细胞分化的优势在于：

1.诱导分化效率高。

2.诱导分化后获得的细胞功能成熟度好。

附图说明