[发明专利]无血清培养基及扩增造血干细胞的方法

说明书

本发明提供一种无血清培养基及扩增造血干细胞的方法。所述无血清培养基包括无血清基础培养基、细胞激素、脐带间质干细胞条件培养基以及辅助成分。所述细胞激素包括干细胞因子、血小板生成素以及造血生长因子Flt3配体。所述脐带间质干细胞条件培养基源自于经培养的人类脐带间质干细胞。所述辅助成分包括维生素C、维生素E、或是维生素C及维生素E的组合。

技术领域

本发明涉及一种无血清培养基，尤其涉及一种无血清培养基及扩增造血干细胞的方法。

背景技术

脐带血移植(umbilical cord blood transplantation；UBCT)是一种新的治疗方法，可用以治疗以前无法被治愈的疾病。然而，成人中的脐带血移植受限于每个移植个体中可用的少量原始造血干细胞(hematopoietic stem cells；HSC)。少量的原始造血干细胞会导致移植后的植入(engraftment)被延迟。目前，运用离体(ex vivo)的方式扩增脐带血前驱细胞的尝试并不是很成功。离体扩增的方式通常会导致成熟的造血干细胞进行扩增，而未成熟的造血干细胞不进行扩增。此外，脐带血造血干细胞的离体扩增可能会导致促进细胞凋亡，破坏骨髓归巢(marrow homing)和启动细胞周期(cell cycling)等缺陷。

造血干细胞的离体扩增的困难点在于，对原始造血干细胞生长和增殖的各种条件因子的需求。早期的研究表明，造血干细胞的离体生长需要血清中存在的其他组织所产生的细胞激素和造血生长因子。这些因子包括例如红血球生成素、第3型白介素(interleukin-3；IL-3)、粒细胞巨噬细胞聚落刺激因子(granulocyte macrophage-colonystimulating factor；GM-CSF)、粒细胞聚落刺激因子(granulocyte-colony stimulatingfactor；G-CSF)、干细胞因子(stem cell factor；SCF)以及第11型白介素(interleukin-11；IL-11)等。

由于对各种复杂因子的要求，难以产生足够的造血干细胞数目并且避免起始细胞群的分化。从体外(in vitro)的研究发现，细胞培养基中的造血干细胞的自我更新和分化是难以控制的。现有运用细胞激素(cytokines)的方法并无法有效地且可靠地帮助未成熟干细胞在培养基中的扩增，这表明还需要运用其他(除了细胞激素以外的)因子来帮助扩增。

大多数的原始造血干细胞通常在其细胞膜上具有CD34的存在。CD34为功能未知的表面醣蛋白。带有CD34抗原的细胞被认为是造成多谱系植入(multi-lineageengraftment)的原因。虽然CD34存在于大多数增殖性细胞上，但CD34在其它细胞上却很少出现，例如，在收集到的单核细胞(mononuclear cells；MNC)中，仅约1％发现有CD34的存在。由于增殖性造血干细胞是CD34+的细胞，因此，从CD34+的细胞开始的造血扩张具有较大的潜力。然而，由于缺乏可能提供细胞激素和其他刺激因子的辅助细胞，单独从CD34+细胞的造血扩张开始将不会成功。因此，造血干细胞的扩增通常在是在血清和其他组织作为饲养层(feeder layers)的存在下来进行。

然而，血清的运用是不理想的，因其会造成可能的污染和不利的免疫反应。因此，目前在积极地寻找无血清(serum-free)的替代品。例如，在美国专利US5,405,772中公开了一种用于培养造血干细胞和骨髓基质细胞的无血清或血清耗尽(serum-depleted)的培养基，且在美国专利US6,733,746中公开了用于扩增CD34+造血干细胞和骨髓谱系(myeloidlineage)细胞的无血清培养基。

尽管这些技术已经为造血干细胞的扩增提供了有用的培养基，但目前仍需要更好的培养基和扩增造血干细胞的方法。

发明内容

本发明提供一种无血清培养基，其可用于扩增造血干细胞。