[发明专利]扩增造血干细胞和/或造血祖细胞的培养体系及其方法、造血干细胞以及造血祖细胞

说明书

本发明涉及一种扩增造血干细胞和/或造血祖细胞的培养体系及其方法、造血干细胞以及造血祖细胞。所述培养体系包括：基础培养基，该基础培养基适于干细胞扩增；以及JNK信号通路抑制剂。本发明提供的培养体系能够在体外扩增造血干细胞，其扩增效果明显，能够将CD34+CD45RA‑标记的造血干细胞扩增近100倍。

技术领域

本发明主要涉及生物技术与医学领域，具体涉及扩增造血干细胞和/或造血祖细胞的培养体系及其方法、造血干细胞以及造血祖细胞。

背景技术

造血干细胞是一类具备自我更新能力和多向分化潜能并且能够在体内完成长期(至少4个月)造血重建的血液干细胞。造血祖细胞相比于造血干细胞，其重建能力较弱，无法长期维持体内重建水平，一般2个月之内，其重建细胞会逐渐丢失。1961年，科学家采用小鼠体内脾结节的方法第一次证明了造血干细胞的存在。之后，美国的Weissman等多个实验室通过对造血干细胞表面标记蛋白的研究和功能验证，拓展了人们对造血干细胞的认识。当前，CD34+CD45RA-表面蛋白标记的细胞可以初步判断富集了造血干祖细胞(即造血干细胞和造血祖细胞)，CD34+CD38-CD90+CD45RA-CD49f+标记的细胞被认为是具备长期造血重建能力的造血干细胞(LT-HSC)。

临床上治疗白血病等血液疾病最有效的方式就是移植造血干细胞，而骨髓配型困难等因素造成约40％病人无法配型成功。虽然脐带血中的造血干细胞具备免疫原性低等诸多优势，但是脐带血中有限的造血干细胞数量限制了其临床应用。因此，如何在体外高效地扩增脐带血来源的造血干细胞具备重大的科学研究价值和临床应用价值。

c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)家族是促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)超家族成员之一。目前在哺乳动物细胞中发现的编码JNK的基因包括jnk1、jnk2和jnk3，其相应的编码产物JNK1和JNK2表达广泛，JNK3则主要表达于神经系统。以JNK为中心的JNK信号通路是MAPK(mitogen-activatedprotein kinase，丝裂原活化蛋白激酶)通路的一个重要分支，1991年被发现后，受到科学家广泛关注，不过相比于MAPK通路的另外两种亚型：P38和ERK，其相关研究较少。JNK信号通路在细胞分化、细胞凋亡、应激反应等多种细胞调控方面起着至关重要的作用，大量实验证实其与许多疾病有着密切的联系，因此，抑制JNK信号通路成为了治疗多种疾病的一种手段。JNK信号通路抑制剂主要用于各种癌细胞的研究，据报道JNK抑制剂能够抑制小鼠模型中膀胱癌和肺癌细胞的增生，并且可以观察到明显肿瘤萎缩现象。JNK信号通路抑制剂同时在调控多潜能干细胞自我更新和分化方面也发挥了重要的作用。2014年，自然杂志报道的Jacob Hanna实验室利用化学小分子组合(其中包括JNK抑制剂SP600125)将多潜能干细胞保持在更加原始的状态，提高了胚胎嵌合能力。但是，目前，利用JNK小分子抑制剂扩增人的造血干细胞的研究尚未见报道。

小分子化合物是一类分子量小于1000道尔顿的天然分子产物或人工合成化合物，具备一定的生物学功能。由于小分子具有细胞渗透性高、合成简单、不破坏细胞基因组等优点，在临床研究中备受关注。2010年，嘌呤衍生物StemRegenin(SR1)化合物是第一个被发现的能够在体外大量扩增造血干祖细胞的小分子物质，SR1通过抑制AHR信号通路，扩增了CD34+细胞，在免疫缺陷型小鼠体内检测到的外源造血细胞提高了17倍。2014年，加拿大的研究团队通过小分子高通量筛选平台，发现嘧啶吲哚分子UM171能够有效扩增LT-HSC，并维持重建造血功能长达6个月，拓展了脐带血造血干细胞在临床上的应用价值和范围。然而，小分子化合物的作用靶点广泛，其作用信号通路不够单一，可能会限制其临床应用规模。

发明内容

本发明的目的在于提供扩增造血干细胞和/或造血祖细胞的培养体系及其方法、造血干细胞以及造血祖细胞。