[发明专利]成骨发育不全诱导多能干细胞及其构建方法

说明书

本发明公开了成骨发育不全诱导多能干细胞及其构建方法。该构建方法包括以下步骤：S1：向体细胞中导入重编程因子，体细胞携带有成骨发育不全致病突变位点；S2：重编程培养S1中获得的细胞，获得诱导多能干细胞。根据本申请实施例的构建方法，至少具有如下有益效果：本方案针对成骨发育不全目前缺乏相应iPS细胞以理解其发病机制的问题，针对性地使用携带有成骨发育不全致病突变位点的体细胞，以此通过重编程的方法构建得到了特殊疾病(成骨发育不全)的iPS细胞，为后续研究发育不全疾病机制以及特定基因突变在成骨发育不全中的作用奠定了基础。

技术领域

本申请涉及诱导多能干细胞技术领域，尤其是涉及成骨发育不全诱导多能干细胞及其构建方法。

背景技术

成骨发育不全(osteogenesis imperfecta，OI)又称脆骨症，是一种临床罕见的表型异质性和遗传异质性的遗传性骨骼发育障碍性疾病。OI的主要病变特征为骨骼脆弱、骨畸形、生长迟缓等，但由于I型胶原不仅仅存在于骨骼，身体的其他部分也有分布，因此常常祸及其他结缔组织如眼、耳、皮肤、牙齿等，临床反应有蓝色巩膜、听力障碍、反复骨折、牙本质发育不全，皮肤和韧带松弛等症状和体征。目前的研究结果显示，引起OI的病因主要是I型胶原蛋白(type I collagen)相关基因(如COL1A1和COL1A2)突变引起的骨基质蛋白I型胶原含量或结构异常，呈常染色体显性遗传。

随着分子生物学和基因检测技术的飞速发展，人们对OI的认识也逐渐深入，越来越多与OI发病相关的基因被发现。但是，关于OI基因型和临床表型之间的具体关系还不完全清楚。利用来源于疾病患者自体的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells，iPSCs)所获得的疾病iPS及其终端分化细胞可应用于疾病病理机制研究，目前，已有将iPSCs成功定向发育为B淋巴细胞、晶体上皮细胞等的相关报道。因此，有必要针对OI患者构建iPSCs以加深对OI发病机制的理解，为疾病诊断和治疗及药物开发提供新的契机。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种针对成骨发育不全这一疾病的诱导多能干细胞的构建方法以及采用这种方法构建得到的诱导多能干细胞。

本申请的第一方面，提供成骨发育不全诱导多能干细胞的构建方法，该构建方法包括以下步骤：

S1：向体细胞中导入重编程因子，体细胞携带有成骨发育不全致病突变位点；

S2：重编程培养S1中获得的细胞，获得诱导多能干细胞。

根据本申请实施例的构建方法，至少具有如下有益效果：

本方案针对成骨发育不全目前缺乏相应iPS细胞以理解其发病机制的问题，针对性地使用携带有成骨发育不全致病突变位点的体细胞，以此通过重编程的方法构建得到了特殊疾病(成骨发育不全)的iPS细胞，为后续研究发育不全疾病机制以及特定基因突变在成骨发育不全中的作用奠定了基础。

在本申请的一些实施方式中，成骨发育不全突变位点为COL1A1基因第10号外显子突变c.725GT(NM_000088.3：exon10：c.725GT)。申请人通过特定的成骨发育不全病例样本，从中筛选出这种新的突变位点，该突变位点在之前的报道中均无报导。通过携带有上述突变位点的体细胞进行iPS细胞的构建，有助于研究COL1A1突变在成骨发育不全中的作用。

在本申请的一些实施方式中，成骨发育不全突变位点由以下方法筛选得到：

收集成骨发育不全患者的样本，全基因组测序后与正常人比较，分析筛选得到候选基因突变位点的集合；

收集成骨发育不全患者及家系内成员和正常人群的样本，验证集合内的候选基因突变位点，得到致病基因突变位点。

在本申请的一些实施方式中，收集成骨发育不全患者家系内成员和正常人群的样本，验证集合内的候选基因突变位点的方法包括：