[发明专利]卫星细胞及其组合物和生产方法

说明书

本文公开了产生卫星细胞的方法和包含卫星细胞的组合物。

相关申请

本申请要求2017年5月24日提交的美国临时申请号62/510,617的权益。上述申请的全部教导内容通过引用并入本文。

背景技术

骨骼肌具有显著的再生能力。这种再生能力归因于卫星细胞，即骨骼肌干细胞(Collins等,2005；Kuang等,2007；Mauro,1961)。对损伤作出应答或处于疾病状态时，卫星细胞退出休眠(quiesecnce)，增殖并产生祖细胞的过渡扩增群体，称为成肌细胞(Yin等,2013)。当在体外培养时，卫星细胞变成成肌细胞，并在体内移植后丧失其重新填充干细胞龛(niche)的能力(Montarras等,2005)。迄今为止，还没有证据表明体外培养的成肌细胞可以去分化为卫星细胞。

发明内容

需要用于产生足够量的卫星细胞的方法或方案，以用于细胞疗法和筛选以及其它用途。本文所述的3D培养系统(例如，骨骼肌类器官)为体外培养的成肌细胞去分化为卫星细胞创造了合适的龛。这种龛的产生使成肌细胞恢复休眠，呈现卫星细胞的转录特征，并开始表达仅存在于卫星细胞龛中的关键糖蛋白。

在一些方面，本公开提供了一种非天然存在的(即非自然的)卫星细胞。

在一些实施方式中，所述非天然存在的卫星细胞表现出与内源或天然存在的卫星细胞的形态类似的形态。在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞表达Pax7和/或Myf5，并且在一些实施方式中，该表达处于与内源或天然存在的卫星细胞中相应基因的表达水平一致的水平。在一些实施方式中，非天然存在的细胞表现出对肌肉损伤的应答。例如，非天然存在的卫星细胞可以在移植后启动或驱动肌肉再生。在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞表达至少一种休眠相关基因。所述休眠相关基因可以例如选自Spry1、Nm1、Nfia、Fos和Dusp1。在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞表达至少一种Notch信号转导通路基因。所述Notch信号转导通路基因可选自Notch1、Notch2、Notch3、HeyL、Hey2和Hes。在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞表达Pax7、Myf5、至少一种休眠相关基因和至少一种Notch信号转导通路基因。在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞表达本文图8A和图8C中鉴定的基因中的至少一种、至少两种或至少三种。在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞表达本文图8C中鉴定的至少一种、至少两种或至少三种基因。非天然存在的卫星细胞不表达MyoD(该基因的表达与成肌细胞相关)。

在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞在体外从成肌细胞去分化。非天然存在的卫星细胞可以源自于去分化的成肌细胞。非天然存在的卫星细胞可以是人类的。在一些实施方式中，非天然存在的卫星细胞是未经遗传修饰的，而在其它实施方式中，其可以是经遗传修饰的。例如，非天然存在的卫星细胞可以被修饰以表达或以增加的水平表达对细胞的接受者有益的相关蛋白质(例如胰岛素)。非天然存在的卫星细胞可以具有重新填充卫星细胞龛的能力和/或可以在培养物中扩增。

在一些方面，本公开提供了一种细胞系，其包含如本文所述的非天然存在的卫星细胞。

在一些方面，本公开提供了一种组合物，其包含非天然存在的卫星细胞，其中所述非天然存在的卫星细胞源自于去分化的成肌细胞；所述非天然存在的卫星细胞可在培养物中扩增；所述非天然存在的卫星细胞具有重新填充卫星细胞龛的能力；并且所述非天然存在的卫星细胞在移植后驱动肌肉再生。

在一些方面，本文描述的工作提供了一种从成肌细胞群体产生非天然存在的卫星细胞的方法，所述方法包括使旋转培养物中的包含成肌细胞的细胞群体与至少一种培养基接触足以诱导所述旋转培养物中的至少一个成肌细胞去分化为非天然存在的卫星细胞的时间。在一些实施方式中，所述至少一种培养基是成肌细胞培养基、旋转培养基和/或分化培养基。