[发明专利]β细胞拟似细胞

说明书

本发明涉及β细胞拟似细胞。还提供了产生β细胞拟似细胞的方法以及使用β细胞拟似细胞作为药物的方法和使用β细胞拟似细胞预防受试者中的代谢性疾病、延迟其进展或对其治疗的方法。

本发明涉及β细胞拟似细胞。还提供产生β细胞拟似细胞的方法以及使用β细胞拟似细胞作为药物的方法和使用β细胞拟似细胞预防受试者中的代谢性疾病、延迟其进展或对其治疗的方法。

发明背景

糖尿病是一种复杂和进展性疾病，病理生理学涉及可以导致许多临床并发症的代谢受损。目前估计糖尿病全球累及至少4.15亿人(11个成人中有1人)(Diabetes Atlas，第7版，国际糖尿病联合会(International Diabetes Federation)，2015)，一个已经超过十年前对2025年所预测值的数字。糖尿病患者的最有特征性特征是血糖水平长期升高，称作高血糖，其因胰腺产生胰岛素的β细胞绝对损失(1型糖尿病，T1D)或有效β细胞因环境因素如久坐不动的生活方式、营养不良或肥胖症所致渐进性耗竭(2型糖尿病，T2D)而产生。除非及时充分地治疗，否则持久高血糖可以引发许多病理学级联，这些级联导致更严重的病症如心血管疾病、肾衰竭、代谢综合征、神经病理性疼痛、激素功能障碍和癌症。因此，在糖尿病治疗中，通过能够实现胰岛素递送严格受控或恢复患者β细胞功能的治疗性干预而改进的血糖控制将最为重要。

因为T1D患者患有因选择性自身免疫性破坏β细胞所致的完全胰岛素缺乏症，所以治疗选项聚焦在外源胰岛素的遵守纪律的或自动化供应上。相反地，治疗T2D的可能药物靶的数目更高，原因在于这种疾病类型的渐进性和多因素性质。例如，肠降血糖素激素(例如，GLP-1-类似物)改善在葡萄糖刺激时正在耗竭的β细胞分泌胰岛素的效率。近年来，利用哺乳动物细胞在患者内部产生胰岛素组分的强大能力的研究已经获得日益增加的注意，因为它们带来有效药品、递送和剂量的希望。例如，从干细胞再生出响应葡萄糖的、分泌胰岛素的有功能β细胞(Pagliuca FW等人,Cell 159,428-439(2014))代表一项治疗T1D的重大突破：将这些离体再编程的细胞植入T1D患者将直接恢复患者缺损的葡萄糖刺激的胰岛素表达。基于葡萄糖响应性胰岛素表达元件递送入哺乳动物胰腺外细胞类型的方案(Han J等人,WJG 18,6420-6426(2012))可以防范T1D中的重大糖尿病易攻击性如自身免疫性(再)-靶向(Aguayo-Mazzucato C和Bonner-Weir S,Nat Rev Endocrinol 6,139-148(2010))和T2D中代谢性应激诱导的β细胞凋亡(Marzban L等人,Diabetes 55,2192-2201(2006))。最近，合成的生物学激发的理性通路设计已经导致免疫保护性植入物的工程化，这能够用无痕迹和非侵入信号实现触发诱导型胰岛素表达(Stanley S等人,Nat Med 21,92-98(2015))或GLP1表达(Ye H等人,Science 332,1565-1568(2011))。但是，这些方案均没有将葡萄糖直接感知、内源实时控制治疗剂量和非干细胞人类细胞的明确工程化组合。

发明概述

本发明提供治疗上适用的β细胞拟似细胞和用于产生这类β细胞拟似细胞的方法。本发明的β细胞拟似细胞包含糖诱导型转录系统，所述系统直接感知胞外糖浓度并能够协调治疗性蛋白(例如胰岛素和GLP-1)的剂量依赖性转录。该系统模拟胰腺β细胞的核心功能，其借助联合糖酵解和刺激物-分泌偶联的机制，将糖类感知为葡萄糖。植入的β细胞拟似细胞在T1D小鼠中校正胰岛素缺乏症并自足性消除持续性高血糖。类似地，葡萄糖诱导型GLP-1转录在T2D小鼠中改善内源葡萄糖刺激的胰岛素释放和葡萄糖耐量。本发明的β细胞拟似细胞可用于治疗代谢性疾病，例如选自T1D、T2D、代谢综合征和心血管疾病的代谢性疾病。

因此，在第一方面，本发明涉及重组细胞，其包含：核酸构建体，包含响应于所述重组细胞的糖代谢的启动子，其中启动子与编码治疗性蛋白的基因有效连接。

在又一个方面，本发明涉及包含重组细胞的囊化细胞。

在又一个方面，本发明涉及用作药物的重组细胞或囊化重组细胞。