[发明专利]用功能化纳米颗粒将人类体细胞直接重编程为选定的(预定的)分化细胞

说明书

本公开涉及用于重编程初始细胞(例如体细胞)以从人类体细胞产生目的特定细胞类型(例如心脏细胞、肝细胞、血细胞、神经元细胞和其他细胞)的组合物和方法。在一些实施方案中，初始细胞(例如体细胞)是人类细胞，从而产生目的人诱导性细胞类型。在一些实施方案中，所述组合物和方法包括用生物活性分子(RNA、蛋白质、肽和其他小分子)功能化的纳米颗粒。这些新生成的(即，“诱导性”)特定细胞可用于改善器官功能和/或组织再生(心脏、肝脏等)，并且可用于筛选药物的功能活性。

分案申请

本申请是申请日为2017年6月2日、优先权日为2016年6月3日、申请号为201780046020.4的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及用于细胞重编程和从人类体细胞产生各种人类细胞类型(例如心脏细胞、肝细胞、血细胞、神经元细胞和其他细胞)的方法和组合物。这些新生成的特定细胞可用于改善器官功能和/或组织再生(心脏、肝脏等)，并且可用于筛选药物的功能活性。

政府许可权利声明

本发明是在国家科学基金会授予的小企业创新研究(SBIR)第一阶段IIP-1214943的政府支持下完成的。政府对本发明拥有一定的权利。

背景技术

细胞正常增殖、迁移和分化成各种细胞类型的能力在胚胎发生和成熟细胞(包括但不限于各种遗传性或后天性疾病中心血管和/或造血系统的细胞)的功能中是关键的。干细胞和/或更多分化的特定细胞类型的这种功能性能力在各种病理条件下会发生变化，但是所述功能性能力可以在细胞内引入生物活性成分后正常化，或者可以通过将其他细胞类型转分化为所述需要修复或功能改善的特定细胞类型而正常化。例如，在患有周期性或重症先天性中性粒细胞减少的患者中观察到异常的细胞功能，例如存活受损和/或骨髓干/祖细胞分化成中性粒细胞，所述患者可能遭受严重危及生命的感染且可能进化发展为急性髓性白血病或其他恶性肿瘤(Carlsson等，Blood,103,3355(2004)；Carlsson等，Haematologica,(2006))。另一个例子是巴氏综合征，其中患者可能存在造血细胞的异常存活以及称为心肌病的心脏功能受损(Makaryan等，Eur.J.Haematol.,(2012))。

其他遗传性疾病，如巴氏综合征(一种可能由线粒体TAZ基因中的功能丧失突变诱导的多系统干细胞疾病)，可能与中性粒细胞减少症(血液中性粒细胞水平降低)有关，中性粒细胞减少症可导致复发的严重且有时危及生命的致命性感染和/或心肌病，其可能导致能通过心脏移植解决的心力衰竭。

用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)对中性粒细胞减少症患者的治疗诱导位于细胞表面的G-CSF受体分子的构象变化，其随后触发一连串细胞内事件，最终将中性粒细胞的产生恢复至接近正常水平并改善患者的生活质量(Welte and Dale,Ann.Hematol.72,158(1996))。然而，用G-CSF治疗的患者可能进化发展为白血病(Aprikyan等，Exp.Hematol.31,372(2003)；Rosenberg等，Br.J.Haematol.140,210(2008)；Newburger等，Genes.Pediatr.Blood Cancer,55,314(2010),Aprikyan and Khuchua,Br.J.Haematol.161,330(2013))，这就是正在探索替代性细胞治疗方法的原因，如用于治疗中性粒细胞减少症的骨髓或造血干细胞移植，或者人诱导性多能干细胞分化后离体生成心脏细胞，然后将新生成的心脏细胞移植到患者心脏以对抗心力衰竭并恢复或改善心肌功能。