[发明专利]用于扩增并维持HSCs自我更新能力和分化潜能的培养基组合物及其应用

说明书

本发明公开了一种用于扩增并维持造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)自我更新能力和分化潜能的培养基组合物、细胞群体及其应用。所述培养基组合物包括造血干细胞培养基和PDGFR靶点的小分子抑制剂。申请人首次证明了PDGFR的抑制剂能够在体外培养过程中显著扩增HSCs，同时保持HSCs高比例的自我更新能力。申请人发现的PDGFR抑制剂扩增LT‑HSCs的效果显著优于已报道的化学小分子。这是首次证明并报道了PDGF/PDGFR信号通路在造血干细胞扩增并维持自我更新能力方面发挥重要作用。申请人的研究结果可以实现HSCs的体外扩增的同时维持细胞较高比例的干性，在此基础上进行HSCs移植的临床应用，可广泛治疗一系列血液系统疾病。

技术领域

本发明涉及生物技术技术领域，尤其涉及一种用于扩增并维持HSCs自我更新能力和分化潜能的培养基组合物、包含HSCs的输注液及其应用。

背景技术

造血干细胞(hematopoietic stem cells，HSCs)是血液系统中一群异质原始造血细胞，具有自我更新和多系分化2个重要特征。机体处于健康状态时，体内HSCs长期处于静息状态，当机体发生病变或严重失血状态时，HSCs被激活，进入自我更新、多系分化状态，维持血液系统稳定及机体稳态。HSCs自我更新特性有利于子代HSCs保持干性，而HSCs多系分化特性可使其分化成多种成熟血细胞，如髓系细胞(粒细胞、单核细胞、红细胞及血小板)，淋系细胞(T细胞和B细胞)。正因为HSCs的特性，以及处于血液系统而具有的迁移、归巢能力，有利于HSCs在机体需要时进行分化，以及在机体稳态时归巢至骨髓微环境发挥功能。

HSCs的这些特性，使通过造血干细胞移植(hematopoietic stem celltransplantation，HSCT)治疗血液系统疾病成为可能。1959年，Thomas等人利用骨髓造血干细胞进行了人类历史上首次造血干细胞移植，在临床治疗白血病，以恢复病人体内正常造血功能。此后几十年，经过科研工作者的不断努力，造血干细胞移植不仅应用于治疗多种血液系统疾病，还被用于治疗免疫缺陷疾病、神经系统退行性疾病等。

目前，HSCs主要有三个来源，骨髓(bone marrow，BM)、动员外周血(mobilizedperipheral blood，mPB)、脐带血(umbilical cord blood，CB)。三种来源的HSCs各有利弊，例如采集骨髓来源造血干细胞，创伤性大，采集量不足；人外周血中HSCs所占比例太低(小于0.1％)，采集时需要用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员造血干细胞从骨髓中迁移至外周血中，临床应用中常出现动员效果不佳、所含HSCs数量不足，而多次动员或移植失败；采集脐带血来源的造血干细胞比较方便，对供者无伤害且不存在伦理问题，所采集的HSCs造血能力强。上述三种来源的HSCs中，骨髓和动员外周血来源的HSCs均需要进行供者和患者之间白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)配型。HLA配型比较困难，一旦发生错配，则会产生移植物抗宿主反应(graft versus host reaction，GVHD)，大量发生GVHD的患者会死于免疫系统紊乱。而脐带血来源的HSCs对HLA配型相合程度要求低，允许HLA部分错配，移植后GVHD发病率低，缓解了传统HSCT配型困难。上述三种方法采集的HSCs面临的共同问题是细胞量少，有时仅能满足儿童或体重较轻的成人移植，不能满足较大体重成人的移植需求。

研究表明，造血干细胞移植的安全性和有效性取决于移植的HSCs含量，当移植HSCs数量不足时，患者中性粒细胞恢复延迟，导致GVHD风险提高。移植的HSCs含量越高，患者中性粒细胞和血小板恢复时间缩短，住院护理时间缩短，大大降低移植失败的风险，并减轻患者负担。