[发明专利]成体多能干细胞的制备、扩增及应用

说明书

存在于哺乳动物的外周血中的某些相对较小的细胞能够被活化以形成多能干细胞群。这些小细胞通常直径小于5μm，并且是CD45阳性的，在本文中称为CD45⁺细胞或休眠的微小细胞。因此，提供了含有来自血液样品的富集的休眠的微小细胞的细胞群和组合物、以及活化这些休眠的微小细胞的方法和组合物。分化后，活化的干细胞能够被用于各种治疗目的。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C. § 119(e) 要求2017年4月4日提交的美国临时申请序列号62/481,554的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景

干细胞的鉴定和表征是再生医学的主要焦点。干细胞能够自我更新，这种特性确保其存活和产生维持组织稳态所必需的有丝分裂后的细胞的能力。除了自我更新的能力之外，干细胞还具有能够分化成维持特定组织、器官系统甚至整个生物体内的稳态所需的细胞类型中的一些或全部的能力。

干细胞被分离时所处的发育阶段通常决定了其能够分化成哪种类型的细胞。例如，从胚泡的内细胞团分离的胚胎干（ES）细胞是多能的并且能够分化成三个胚层（内胚层、中胚层和外胚层）中的任何一个。然而，在各种成体组织（例如骨髓、脂肪组织、血液等）中发现的成体或躯体干细胞通常在分化方面受到更多限制，因此被认为是多能的、寡能的或单能的。成体干细胞包括几种类型，如造血干细胞（HSC）、间充质干细胞（MSC）、内皮干细胞（ESC）、乳腺干细胞（MaSC）、肠干细胞（ISC）、神经干细胞（NSC）、成体嗅觉干细胞（OSC）、神经嵴干细胞（NCSC）和睾丸干细胞（TSC）。诱导的多能干细胞（也称为iPS细胞或iPSC）是一种多能干细胞，其能够通过引入特定的多能性相关的基因或“重编程因子”组而直接从体细胞产生。其他类型的干细胞也已经被报道，其存在仍然是有争议的。

30多年来，骨髓已经被用于治疗患有例如白血病和淋巴瘤等疾病的癌症患者。这是广泛实施的干细胞疗法的唯一形式。关于胚胎干细胞，人类胚胎干细胞（hESC）研究在伦理和政治上存在争议，因为它涉及人类胚胎的破坏或至少涉及其操作。hESC的致瘤性也是使用hESC的细胞疗法的临床障碍。此外，迄今为止尚无法建立患者匹配的胚胎干细胞系。关于iPSC，体细胞的重编程产生iPSC避免了hESC研究特有的伦理问题。然而，iPSC的产生需要遗传改变/修饰，其也以某种方式与癌症相关。产生iPSC的非遗传方法（例如，使用重组蛋白）通常具有低效率。因此，iPSC技术尚未发展到治疗性移植被认为是安全的阶段。关于成体干细胞，它们在研究和治疗中的应用不被认为是有争议的。然而，与多能干细胞不同，成体干细胞局限于某些类型或“谱系”。因此，成体干细胞疗法需要所需特定谱系的干细胞来源，并且收获和/或培养它们达到所需数量是一个挑战。

因此，从成体组织中鉴定多能干细胞而不需要遗传操作，并建立体外培养它们的方案，将为实际的基于细胞的组织修复和再生治疗铺平道路。从成体组织分离的这种多能干细胞还将为慢性和衰老相关疾病中未满足的医学需求提供新的治疗方法。

细胞培养系统将是干细胞研究和开发的有力资产。该领域最大的挑战之一是建立一个使得干细胞在体外能够快速扩增以及有效和精确地分化的模型。这种模型必须具有提供大量在某些培养条件下能够经历靶向和可控的分化的同质细胞的能力。目前，没有普遍接受的用于满足治疗要求的多能干细胞的可持续细胞培养模型。此外，目前的多能干细胞在诸如分离、体外扩增和/或分化诱导的过程中具有各种问题和缺陷，这将阻碍目前的多能干细胞在临床应用和治疗用途中的应用。

因此，需要不进行遗传操作而从成体组织中鉴定多能干细胞，其中多能干细胞能够在体外快速扩增、具有高分化效率且是非致瘤性的。还需要建立用于在体外培养多能干细胞用于基于细胞的疗法的方案。

概述

从成体组织中鉴定可扩增的多能干细胞并建立体外培养它们的方案，将为实际的基于细胞的组织修复和再生治疗铺平道路。