[发明专利]一种诱导性多潜能干细胞的方法

说明书

本发明提供一种人源iPS干细胞体外定向分化为神经细胞的培养体系，包括无血清培养基、促进皮层神经细胞分化的添加物以及植物提取物。本发明神经细胞分化培养基去除了动物源血清成分，减少了抗原，提高了干细胞来源的细胞的安全性；同时，在神经诱导分化培养基中添加了植物提取物，提高了神经细胞的分化率，减少向其他类型细胞的分化，最终得到高纯度的皮层神经细胞。

技术领域

本发明涉及干细胞生物学与再生医学领域，具体地涉及一种人源iPS干细胞体外定向分化为神经细胞的培养体系及其方法。

背景技术

多能干细胞(PSCs)具有独特的自我更新能力和多系分化潜能，包括胚胎干细胞(ESCs)和诱导性多能干细胞(iPSCs)。人类PSCs，特别是来源于疾病患者的iPSCs，在组织再生医学中的有着多种应用，包括疾病模型的建立，新型治疗药物的研发以及细胞替代疗法的开发，具有广阔的临床前景。iPSCs在再生医学中的应用很大程度上依赖于高效的分化技术，即建立快速有效的方法将其诱导分化成特殊种系和功能完整的后代。

目前，来自hiPSC的神经细胞的产生完全基于经验方法，例如类胚体形成，使用化学物小分子或外源基因过表达，与鼠基质细胞共培养，和hiPSC过度培养生长以获得自发分化的神经细胞。在干细胞研究领域中，众所周知这些方法是不充分的，耗费时间，并产生异质细胞群，包括中胚层，内胚层和胚胎外胚层。

高效分化iPSCs的方法包括基于化合物的iPSC分化、使用慢病毒产生基因整合等。然而，基于化合物的iPSC分化相对缓慢且稳定性差；使用慢病毒产生基因整合的方法目前在临床转化方面仍然存在安全隐患，实际操作性不理想。多能干细胞培养以及向神经细胞分化的培养基中大多含有胎牛血清成分，血清的成分未知而且复杂，由于不同厂家的血清产品批次性差异很大，导致实验的重复性极低。此外，血清还可能携带病原体和其他致病因子，极大降低了分化的神经细胞在药物筛选检测或细胞治疗等方面的应用价值及安全性。

因此，一种能够高效分化iPSCs，且安全无副作用的方法是本领域的研发方向。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种人源iPS干细胞体外定向分化为神经细胞的培养体系及其方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种人源iPS干细胞体外定向分化为神经细胞的培养体系，包括无血清培养基、促进皮层神经细胞分化的添加物以及植物提取物。

优选地，所述无血清培养基包括基础培养基和培养基添加物，所述无血清培养基为DMEM/F12，Neurobasal，RPMI 1640，MEM、DMEM和IMDM培养基中的一种或几种；所述培养基添加物包括0.6-60g/L的血清白蛋白，1-10nM的丙氨酸二肽，1-10mg/L的丙酮酸钠，1-10nM的盐酸噻胺，1-10mg/L的盐酸吡哆醇，100-1000μg/L的抗坏血酸钠，1-5％的N2细胞培养添加剂，1-5％的B27细胞培养添加剂，25-250μM的非必需氨基酸。

优选地，所述非必须氨基酸包括S-腺甘蛋氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、L-高半胱氨酸、L-羟脯氨酸、L-高胱氨酸、L-3-氨基丁酸、聚精氨酸中的一种或多种。

优选地，所述促进皮层神经细胞分化的添加物包括1-00ng/ml的多效生长因子，1-10ng/ml的胰岛素样生长因子-1，1-30ng/L的成纤维生长因子-2，1-10μg/L的脑源性神经营养因子，1-10μg/L的胶质细胞源性神经营养因子，0.05-2uM的SB431542，0.1-0.4uM的RepSox。

优选地，所述植物提取物包括红景天提取物和刺蒺藜提取物。

优选地，所述红景天提取物和刺蒺藜提取物的质量比为景天提取物：刺蒺藜提取物＝1:2～4。