[发明专利]一种间充质干细胞及其制备方法和应用

说明书

本发明属于干细胞生物学领域，涉及人多能或多潜能干细胞的谱系特异性分化，具体涉及一种间充质干细胞及其制备方法和应用。所述制备间充质干细胞的方法，包括以下步骤：S1：人多能干细胞形成拟胚体；S2：拟胚体向中胚层细胞分化；S3：中胚层细胞向间充质干细胞分化。本发明的制备方法细胞分化途径明确，分化效率高，分化效果稳定，未使用含有血清的培养体系或滋养层细胞，获得的细胞群纯度高、数量大，因而适于后续临床级细胞制剂的生产和应用。

技术领域

本发明属于干细胞生物学领域，涉及人多能或多潜能干细胞的谱系特异性分化，具体涉及一种间充质干细胞及其制备方法和应用。

背景技术

间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)大部分来源于发育早期的中胚层，具有自我更新的能力和分化为硬骨、软骨、脂肪等功能细胞的潜能，是一种专能干细胞。MSC最初发现于骨髓，除此之外，人体和动物体内的羊膜、脐带、脐血、胎盘、脂肪、牙髓等组织中均有MSC存在，其中脐带组织里的MSC含量最丰富，从脂肪组织也可获得大量MSC，骨髓组织MSC含量相对少，占骨髓内单核总数的1/10⁴～1/10⁵,而且随着年龄增长数量减少、增殖分化活性降低。MSC可以在体外连续传代培养和冷冻保存，同时维持其功能，在组织工程、细胞治疗、基因治疗、免疫调节等方面具有广泛的应用前景。

MSC具有较强的组织修复能力，这些细胞，在特定环境诱导下，可分化为硬骨细胞、软骨细胞，可以用来修复骨折、关节损伤等。MSC具有“归巢”特性，本身可表达大量的趋化因子和趋化因子受体(CCR4)，能够通过与炎症趋化因子和细胞因子的作用，迁移到炎症部位。MSC表达和分泌的多种细胞因子及粘附因子可促进炎症部位伤口愈合，如心脏损伤、肝脏损伤、脊髓损伤、糖尿病引起的难以愈合的伤口等。MSC也可以作为基因治疗的载体，表达特定的细胞因子作用于炎症部位伤口，加快伤口修复。MSC还具有较强的免疫调节作用以及低免疫原性，能有效地抑制免疫排斥反应和逃避免疫识别。

鉴于MSC的分化能力、免疫调节和抗炎等特性，MSC细胞治疗在再生医学领域中具有非常广泛的临床应用前景。目前，世界范围内基于MSC的临床试验就有975项，包括硬骨、软骨、心脏、神经系统、肺、肝脏、肠道、肾脏、皮肤等多种组织器官的损伤修复，在治疗自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)、器官移植后产生的移植物抗宿主病(graft-versus-host disease，GvHD)等临床难治性疾病中也起到了重要的作用。目前美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区的药品监管部门批准上市的干细胞药物共有12种，其中间充质干细胞药物10种。中国目前MSC的临床试验已注册的有205项，尚无获批MSC药物，但各机构提交的14种干细胞新药申请已被国家食药监局获批进入临床试验。

迄今为止，临床所用MSC来源主要分为自体来源(骨髓、脂肪组织等)和异体来源(脐带、胎盘等)两种。但是，使用自体或异体来源的原代MSC，普遍存在着一些问题：(1)难以取材(特别是骨髓)，提取获得的细胞数量有限；(2)保存期限较短；(3)随年龄增大，MSC的数量和扩增潜力显著降低，体外扩增更会加速MSC老化；(4)随年龄增大，MSC的分化潜力大幅衰退(取自年轻人的MSC易分化成软骨等细胞，而取自老年人的MSC分化倾向于脂肪细胞)；(5)制备过程不易质控(不同个体和同一个体不同组织器官部位来源的MSC差异非常大，无法预知)；(6)在某些自身免疫性疾病的病理条件下，患者自身的MSC是异常的，例如，系统性红斑狼疫患者的MSC增殖缓慢，形态异常，风湿性关节炎(rheumatic arthritis，RA)患者的骨髓来源MSC克隆增殖潜能大大降低，因此，用自体MSC移植治疗自身免疫性疾病效果不佳。这些缺点使原代MSC无法成为一种能够标准化、规模化生产的产品，在很大程度上导致了原代MSC疗效的不稳定性，使其在临床应用上受到很大的限制。因此，为了实现MSC在临床应用上的巨大前景，迫切需要解决MSC的来源问题。