[发明专利]体内外化学诱导成纤维细胞直接重编程为肝细胞的化学小分子组合物及方法

说明书

本发明涉及一种不导入任何外源基因/转录因子/MicroRNA基因，RNA、蛋白质及多肽等诱导因子、仅用化学小分子(简称小分子)化学诱导体内外成纤维细胞直接重编程(转分化)为肝细胞的化学小分子组合物及其方法。所述小分子组合物体外诱导成纤维细胞转分化为肝细胞或体内化学诱导原位成纤维细胞转分化为肝细胞，以其体内原位转分化肝细胞效应减少或降低纤维化组织或器官纤维化，达到治疗纤维化疾病如肝纤维化/肝硬化的效果。该小分子组合物可添加药物载体、赋型剂，制备为治疗纤维化疾病的药物或前体药物，或添加生理盐水、缓冲液、细胞基础培养基等，制备转分化试剂或培养基；所获得的转分化肝细胞，可为科研、医药及临床肝细胞移植等提供肝细胞源。

技术领域

本发明属于细胞生物学、干细胞生物学(细胞重编程)、医学、药学交叉领域；更具体地，本发明涉及一种不导入、不使用任何外源基因/转录因子/MicroRNA(miRNA)基因，或其结合有载体的基因，或其RNA、蛋白质及多肽等诱导因子，也不使用任何细胞因子或生长因子，仅用化学小分子(简称小分子)组合，化学诱导体内外成纤维细胞直接重编程(转分化)为肝细胞的化学小分子组合物及其方法。

背景技术

中国是肝病大国，甲肝、乙肝、脂肪肝、酒精肝、肝硬化(肝纤维化)等患病人数众多，而其中由各种肝病、化学药物、创伤等多种原因导致的急慢性肝衰竭，病情危重，病死率高。肝移植是治疗终末期肝病或肝功能衰竭的有效手段，然而肝源的缺乏使很多患者，尤其是急性肝衰竭患者失去治疗机会。肝细胞移植、生物人工肝和源于生物工程技术的全肝移植是肝移植的重要替代手段而被关注和研究，如何获得足够数量的可用于临床治疗的人肝细胞来源就成为国际研究热点。目前，获得功能肝细胞的途径主要有以下方式：1)从供肝分离原代肝细胞；2)由干细胞或诱导多能干细胞等定向分化为肝细胞；3)由成纤维细胞等体细胞转分化为肝细胞等。从供肝分离原代肝细胞因肝源的严重缺乏使其应用受限。干细胞定向诱导分化获得功能肝细胞，因为干细胞的无限增殖潜能而成为最可能获得足够数量肝细胞的有效手段和途径。然而现有的定向分化方法存在以下一个或者多个缺陷：如分化效率低、转化纯度低、分化获得的肝细胞功能欠缺、可能产生免疫排斥反应、存在干性细胞分化不彻底而有潜在致癌风险以及成本高昂等，不能满足临床的需求。

成纤维细胞直接重编程(转分化)为肝细胞，因为避免了多潜能干细胞重编程为iPS细胞(Induced pluripotent stem cell)及其应用的潜在风险而受到关注。但目前已有的将成纤维细胞转分化为肝细胞方法采用的仍然是导入外源基因/转录因子//MicroRNA(miRNA)基因，等诱导因子，结合化学小分子、各种细胞因子或生长因子等替代因子，组成的多种诱导因子组合物，诱导成纤维细胞转分化肝细胞。因导入外源基因或转录因子，存在破坏原有基因结构，故有致癌或致病风险，这使其仍然很难临床应用；且还存在操作复杂，实验环节增加，质量难以控制，成本增加，临床应用风险增加等等缺陷。因此，如何避免导入外源基因/转录因子/MicroRNA基因等诱导因子，仅用化学小分子，化学诱导成纤维细胞直接重编程为肝细胞，并克服上述导入外源基因/转录因子/MicroRNA基因诱导的定向分化、iPS细胞重编程，或转分化肝细胞方法的缺陷，是肝细胞临床应用亟待解决的瓶颈问题。而成纤维细胞或纤维细胞异常导致的纤维化疾病如肝硬化(肝纤维化)，目前临床更是缺乏有效治疗药物和手段，亟需研发有效的新方法及新药物。

细胞重编程(Cell reprogramming)是细胞从一种类型向另外一种类型的转换，是通过靶向诱导调控特定细胞信号通路或表观遗传修饰改变，来改变细胞命运的过程。所谓表观遗传是指DNA序列/结构不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。诱导细胞重编程包括：(1)诱导分化的细胞逆转恢复到多能或全能性状态的诱导多潜能干细胞(iPS细胞)重编程；(2)不经过多潜能干细胞阶段，从一种分化细胞类型直接转化为另一种分化细胞类型的细胞直接重编程(又称：转分化/谱系重编程)。