[发明专利]用于人造血干/祖细胞的离体扩增的组合物和方法

说明书

本文描述了使造血细胞(例如造血干细胞(HSC)以及造血干祖细胞(HSPC))有效地离体扩增的方法和组合物。使用小分子药物和靶向细胞中的表观遗传状态的生长因子/生长因子/细胞因子的组合，观察到细胞(包括分离自人脐带血的细胞或外周流动的干/祖细胞)扩增的显著改善。HSPC功能中涉及的多个基因不受干扰，并且在处理后使用慢病毒的基因组编辑的效率极大地提高。除了有益于基因治疗技术之外，这些新方法可在治疗上用于多种造血移植环境。

本申请是申请日为2015年3月25日、发明名称为“用于人造血干/祖细胞的离体扩增的组合物和方法”的申请号为201580027546.9的专利申请的分案申请。

政府支持

本发明是在由美国国立卫生研究院授予的NIH R01 HL092437的政府支持下作出的。美国政府对本发明拥有一定的权利。

技术领域

本文描述的是应用于再生医学领域中的方法和组合物，所述方法和组合物对造血细胞提供了有效的离体扩增并在造血移植环境中建立治疗方法。

背景技术

造血干细胞(HSC)拥有自我更新并产生血液和免疫系统内的所有类型的成熟细胞的独特能力。尽管HSC的主要来源(人骨髓、流动的外周血和脐带血)仍然被限制为供体供给物(donor supply)，这些特征提供了HSC移植的广泛的临床实用性。由于需要对接受者寻找良好匹配的供体，使此类问题加剧，从而在确保供体材料合适且可靠供应方面增加了的升高的复杂性。此外，患有由基因突变引起的疾病的患者将极大地受益于基因治疗技术，其中对自体材料进行离体操作，并在纠正的基因缺陷得到纠正后将其返回。在各种类型的移植类别中，开发用于离体扩增和HSC基因操作的有效技术能够提供现有的供体基础构造之外的现成可再生资源，并建立新的基因治疗技术以治疗由遗传突变引起的疾病。

众所周知，HSC自我再生由内在和外在的信号调控。尽管在理解支持体内造血系统的自我更新和分化的分子因素方面取得了重大进展，但是关于如何调节控制HSC和更原始的人造血干/祖细胞(HSPC)的离体自我更新的因素则知之甚少。此外，与胚胎干细胞(ESC)的情况不同，培养物中的HSC和/或HSPC的扩增通常以损失“干性”为代价。新兴研究已经表明了建立离体培养条件的可能性，该条件使一些HSC群(例如表达CD34和CD90标志物的HSC群)自我更新和扩增，其看起来与骨髓再生潜能一致。外在因素是否可被应用于进一步增强HSC群的扩增而不损失“干性”是未知的。此类细胞是否接受基因组修饰也是不清楚的，基因组修饰将极大地有益于离体培养的HSC在治疗应用中的应用。因此，仍然需要用于产生和扩增大量的人HSC的方法，以提高细胞作为可再生治疗资源用于移植的可用性。

本文描述的是使造血干祖细胞有效地离体扩增的方法和组合物。使用小分子药物和靶向细胞中的表观遗传状态的生长因子/细胞因子/生长因子的组合，本发明人发现用多种化合物(例如TSA、MS-275或DOT1抑制剂)处理的HSPC扩增至少10倍。重要的是，这些结果可扩展到人脐带血和外周流动的干/祖细胞(PBSC)。此外，在用诸如TSA或MS 275的化合物处理后，HSPC功能涉及的多个基因(如HoxA9、HoxB4、GATA-2和SALL4)不受干扰，并且在处理后使用慢病毒的基因组编辑的效率大大提高。这些新方法可潜在地在治疗上用于在移植环境中扩增脐带血HSPC以及基因修饰，例如基因治疗或其它基因组编辑/工程化过程(例如转录激活因子样效应因子核酸酶(TALEN)、锌指核酸酶(ZFN)或成簇的规律间隔的短回文重复(CRISPR))。

发明内容