[发明专利]一种肝脏类器官模型及其建立方法、用途以及治疗肝细胞铁死亡的药物组合物

说明书

本发明涉及医药技术领域，具体地，本发明涉及一种肝脏类器官模型及其建立方法、用途以及治疗肝细胞铁死亡的药物组合物。本发明提供一种2D肝样细胞铁过载模型和3D肝脏类器官铁过载模型，依靠2D肝样细胞分化技术和3D肝类器官培养技术，建立强大可靠的体外肝脏疾病模型，并基于该疾病模型筛选用于缓解和/或治疗肝细胞铁过载或铁死亡的药物。特别是3D肝脏类器官更接近于生理状态的肝组织，对疾病模型和药物筛选有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体地，本发明涉及一种肝脏类器官模型及其建立方法、用途以及治疗肝细胞铁死亡的药物组合物。

背景技术

线粒体DNA缺失综合征(MDS，Mitochondrial DNA depletion syndrome)是一类常染色体隐性遗传病，由于维持线粒体DNA合成的核基因发生突变，线粒体DNA无法正常合成，线粒体DNA拷贝数严重减少，导致多种组织器官功能障碍的严重疾病，受累器官通常有肝脏、脑、肾和肌肉等。目前已知有9种基因突变会导致MDS，DGUOK是其中之一。DGUOK突变的MDS患者通常在出生后6个月内发病，多数在发病后一年内死亡。肝组织活检显示肝脏铁沉积、肝脏脂肪变性、胆汁淤积、肝小叶结构崩解等。患者预后极差，通常死于严重的肝衰竭。由于这类疾病病情复杂、发病机理不清、且尚无针对病因的特效药物，目前的治疗手段仅有药物治疗缓解些许症状或采取肝移植方案。

类器官(organoid)培养是一种体外三维培养的精准治疗的前沿技术，建立起一个模拟人体内环境的模型，患者细胞形成类似器官的组织结构，很好地保留了细胞与细胞、细胞与细胞外基质之间的作用情况。因此相对于传统细胞系，该模型具有更高的临床相关性和个体多样性，更加适合建立类器官标本库并用于评价化合物的药效。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种2D肝样细胞铁过载模型和3D肝脏类器官铁过载模型，并基于该疾病模型筛选用于缓解和/或治疗肝细胞铁过载或铁死亡的药物。其中，本发明中的2D肝样细胞和3D肝脏类器官通过iPS细胞分化获得，所述iPS细胞含有与线粒体DNA缺失综合征相关的基因突变。3D肝脏类器官更接近于生理状态的肝组织，对疾病模型和药物筛选有很好的应用前景。

为此，本发明一方面提供一种2D肝样细胞铁过载模型的建立方法。根据本发明的实施例，所述建立方法包括：

(1)利用iPS细胞分化获得2D肝样细胞；

(2)利用柠檬酸铁铵与所述2D肝样细胞接触，以便获得2D肝样细胞铁过载模型，其中，所述iPS细胞源自哺乳动物的体细胞；

所述iPS细胞中含有与线粒体DNA缺失综合征相关的基因发生的突变，

所述柠檬酸铁铵的浓度为5-10mM。

目前世界上对DGUOK突变MDS的研究并不多，在临床病例型研究中报道了绝大多数DGUOK突变的患者实验室检查发现存在肝脏铁沉积，血清学检查显示血清铁蛋白和转铁蛋白升高。肝脏作为人体内主要的铁贮器官，铁过载时肝脏首当其冲成为铁毒性攻击的主要部位。肝脏中过多的铁可导致氧化性损伤、肝硬化、肝细胞癌，并最终导致肝衰竭。铁的氧化还原活性可以产生过多的自由基导致脂质过氧化，启动细胞死亡，这一过程称为铁死亡。