[发明专利]用于生产造血谱系细胞的方法和系统

说明书

在一个方面中，本文提供了由人多能干细胞(hPSC)体外产生的造血谱系细胞例如自然杀伤细胞，其可用作治疗的细胞源。还提供了制造和使用其的方法和组合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月24日提交的美国临时申请号62/749,947的优先权和权益，通过引用将该申请的内容纳入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于由例如人多能干细胞在体外生成造血细胞的方法和组合物。

背景

自胚胎发育的很早期开始，造血是伴随所有血液细胞组分形成的多步骤过程。健康的成年人每天必须产生10¹¹至10¹²个血细胞以维持正常的身体功能。输注红细胞(RBC)和血小板可以挽救生命。骨髓，脐带或外周血造血干细胞(HSC)移植多年来广泛应用于血液恶性肿瘤和其它病症的临床治疗。最近，其他重要的造血细胞例如树突状细胞(DC)，T淋巴细胞(T-Cells)和NK细胞在免疫-肿瘤领域中的成功引起了人们极大的兴趣。

干细胞，尤其是多能干细胞(PSC)，能够成为我们体内任何类型的细胞。开发稳健的方法来生产高质量的所需谱系细胞是实现该新技术潜力的第一步。PSC向中胚层造血谱系的谱系特异性分化已被广泛研究(Ivanovs等.2017；Wahlster与Daley 2016)。为了达到这一目标，采取了以下4种不同的方法，取得了不同程度的成功。(1)细胞因子诱导及与饲养细胞(通常来源于鼠骨髓基质间质)共培养(Choi，Vodyanik和Slukvin 2008)；(2)拟胚体(EB)形成及细胞因子诱导(Daley 2003；Lu等.2007)；(3)在2D培养中直接细胞因子诱导(Feng等.2014；Salvagiotto等.2011)；和(4)通过异位表达谱系特异性主转录因子强制诱导(Sugimura等.2017；Ebina和Rossi 2015)。

骨髓衍生基质细胞共培养已经成为PSC体外造血分化的常用方法。造血细胞体外成熟已经取得了更佳的成果，例如红细胞(Lu等.2008)，巨核细胞(Lu等.2011)和淋巴细胞(Ditadi等.2015)。然而，异源饲养细胞的不确定性和有限的放大潜力使得该方法不适用于未来的治疗性生产。

所述EB形成方法，通过自发或受迫聚集各种形式的PSC培养，可能是谱系特异性分化，包括造血分化的最广泛使用的方法。自发的EB形成仅适用于不需要形成均匀尺寸EB的小范围研究。因此，其分化效率低，再现性差。使用AggraWell(干细胞技术公司(StemcellTechnology)装置的EB受迫聚集能够形成所需尺寸的EB(Ng等.2008)。然而这些装置不太可能适用于大规模生产工艺的系统。此外，观察到多个病例，其中特异性PSC细胞系甚至在EB初步形成后表现出完全的崩解和显著的细胞死亡(未发表数据)，这表明从锚定依赖性2D到不依赖于锚定的3D条件，细胞系的适应能力有很大的变化。

近年来，在特异性基质例如人胶原蛋白IV上直接造血诱导2D附着的PSC的方法已经成功建立(Feng等.2014)。然而，要达到大规模的、具有商业价值的生产将需要极大的表面积。使用多层平台培养表面的生物反应器，尽管理论上是可能的，但是有许多技术上和操作上的障碍，例如在如此大的面积，局促的层间空间内以均匀的密度接种PSC，取样，pH控制和气体交换，进料和收获。所有这些都将不可避免地导致高得多的细胞生产成本。

因此，需要以适合治疗目的的规模从PSC生产造血细胞的可行的技术。

发明内容

本公开尤其提供了用于体外产生多种造血谱系细胞的方法。

一方面，本文提供了一种用于体外产生造血谱系细胞的方法，其包括：