[发明专利]稳定的三维血管和形成其的方法

说明书

本公开提供了用于形成稳定的三维血管结构(例如血管)的方法及其用途。更具体地，本公开提供了在基质上培养包含编码ETV2转录因子的外源核酸的分化的内皮细胞的方法，培养条件使得在内皮细胞中表达外源ETV2蛋白以形成稳定的三维人造血管而无需使用支架、周细胞或灌注。本公开还提供了能够自主形成功能性三维血管网络的稳定的三维血管，及其用途。另外，本公开包括使类器官和脱细胞器官血管化的方法，其通过将类器官或脱细胞器官与包含编码ETV2转录因子的外源核酸的内皮细胞在使内皮细胞中表达外源ETV2蛋白的条件下培养，以使类器官或脱细胞器官血管化。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月3日提交的美国临时申请号62/454,161的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

通过引用引入序列表

创建于2018年2月1日并通过EFS-Web提交至美国专利商标局的、命名为34633_7600_02_PC_PCTSequenceListing.txt的8KB的ASCII文本文件中的序列表，通过引用并入本文。

技术领域

本公开主要涉及用于形成稳定的三维血管结构(例如血管)的方法。更具体地，本公开涉及稳定的三维人造血管，用于形成这种血管的无支架方法及其用途。

背景技术

胚胎器官发生和组织再生依赖于具有功能性持久血管的血管化。Carmeliet,P.Jain,R.K.Nature(2011)473,298-307。血管对于维持组织特异性体内平衡以及提供旁分泌血管生成因子以指导发育组织的适当成型和形态发生至关重要。参见，例如，Ramasamy,S.K.等人Trends Cell Biol(2015)25,148-157；和Rafii,S.等人Nature(2016)529,316-325。

为修复受损器官而诱导新血管形成(这一过程称为血管生成)的尝试面临一些障碍。参见，Samuel,R.等人Sci Transl Med(2015)7,309。迄今为止，将血管生成因子注射到受损器官中以诱导血管化对于建立可以长期使用的功能性的耐用的毛细血管没有效果。此外，在体外产生稳定血管以转化为临床环境的方法繁琐且耗时。例如，目前的方法需要制造支架以形成三维血管，使用血管周围的周细胞和强制灌注以重建血液动力学微环境。参见Huh,D.等人Trends Cell Biol(2011)21,745-754。

另外，现有模型使用临床上不相容的人工细胞外基质，例如Matrigel^TM(Corning)，其限制推定的毛细血管网络在培养中的重塑和成型(patterning)。虽然成熟的人内皮细胞在体外或体内在Matrigel^TM(Corning)基质中形成血管网络，但这些血管不稳定，具有有限的重塑潜力，并且在几周内消退。

产生器官芯片模型的技术(参见Huh,D.等人Trends Cell Biol(2011)21,745-754)和三维生物打印(参见Zhang,Y.S.等人ACS Biomater Sci Eng(2016)2,1710-1721)大大改善了疾病建模和药物筛选。然而，将生理相关的血管细胞纳入这些方法的能力却滞后。具体地，在当前方法中，由于人造生物材料所引入的物理性约束，内皮细胞与组织特异性上皮细胞和肿瘤细胞的直接相互作用受到限制。此外，当前的器官芯片或血管支架方法需要通过半透性人工生物材料层分离，这会损害内皮细胞和非血管细胞之间必需的物理性细胞-细胞相互作用，从而限制适应性或适应不良的内皮细胞重塑。参见Ginsberg,M.等人Cell(2012)151,559-575；Schachterle,W.等人Nature communications(2017)8,13963；Israely,E.等人Stem Cells(2013)1521；和James,D.等人Nat Biotechnol(2010)28,161-166。