[发明专利]从间充质细胞制备棕色脂肪组织(BAT)

说明书

相关申请

本申请要求2012年3月12日提交的美国临时申请号61/609,456的权益。上述申请的整个教导通过引用并入本文。

背景技术

超过10亿成年人是超重或肥胖的BMI，且超过1.5亿成年人具有糖尿病，其中的大多数是由肥胖相关的胰岛素抗性驱动的II型糖尿病，综述见Cypess,A.M.和Kahn,C.R.,Curr.Opin.Endocrin.Diabetes&Obesity 17,143-149(2010)。25％的美国儿童现在也是超重或肥胖的，从而导致II型糖尿病在该先前未受影响的群体中的出现。预期这些数字会在世界范围内在2025年之前再增加超过半数，在欠发达国家中具有特别严重的影响。新加坡健康促进委员会(HPB)披露，新加坡的肥胖率已经从2004年的6.9％增加至10.8％。在45个亚太国家中的23个中，糖尿病在2025年之前将影响>10％的人口；中国：2400万>2007年的2000万——预测在2025年为4700万；印度；14％，从3600万增加至7300万；新加坡：30％(International Diabetes Federation 2009)。

发明内容

本发明涉及通过用分化混合液培养细胞来从人干细胞、祖细胞或白色脂肪细胞制备功能性人棕色脂肪细胞的方法。当使用干细胞或祖细胞时，所述分化混合液包含一种或多种棕化剂(browning agent)(例如，大分子拥挤剂(macromolecular crowder))和一种或多种脂肪形成剂；当使用白色脂肪细胞时，所述分化混合液包含一种或多种棕化剂和任选的一种或多种脂肪形成剂。代表性的干细胞和祖细胞包括：从间充质或中胚层谱系衍生出的那些，以及能够分化成这样的细胞的那些。在某些实施方案中，所述细胞包含脂肪衍生的干细胞、人胚胎干细胞、诱导的多能干细胞、人骨髓间充质干细胞、前脂肪细胞或存在于脂肪组织或骨骼肌中的祖细胞。如果使用白色脂肪细胞，所述分化混合液由棕化剂和任选的脂肪形成剂组成。

在其中所述分化混合液包含一种或多种脂肪形成剂的实施方案中，所述脂肪形成剂可以包含一种或多种试剂诸如胰岛素、糖皮质激素或合成的等效物(例如，地塞米松)、cAMP增强子诸如吲哚美辛和3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)和维生素C。

所述棕化剂可以包含大分子拥挤剂，且任选地还可以包括下述的一种或多种：甲状腺激素(例如三碘甲腺原氨酸)、PPARγ受体激动剂、骨形态发生蛋白(例如BMP7)、类视色素(例如视黄酸)、心利钠肽、肌因子(myokine)(例如鸢尾素)、成纤维细胞生长因子(例如FGF 21、FGF 2)、微RNA(例如mir193b-165)、催乳激素(例如催乳素)、胰岛素样生长因子(例如IGF-2)、食欲素、胆汁酸、一氧化氮、超乙酰化剂、低甲基化剂、前列腺素、PPARα配体、TLQP-21、源自脑的神经营养因子、瘦素、β-肾上腺素能激动剂、AMPK活化剂、辣椒素或其类似物、墨角藻黄素、2-羟基油酸、白藜芦醇、缀合的亚油酸、海洋起源的n-3脂肪酸、扇贝壳粉末(有机相)和/或防风通圣散(bofutsushosan)。在一个特定实施方案中，所述棕化剂包含PPARγ受体激动剂，其为选自罗格列酮、环格列酮、吡格列酮、达格列酮和曲格列酮的噻唑烷二酮。在另一个特定实施方案中，所述棕化剂是罗格列酮或三碘甲腺原氨酸(T3)。

大分子拥挤剂可以包括一种或多种有机基亲水大分子(例如，基于碳水化合物的大分子)，诸如葡萄糖和/或蔗糖的聚合物。如果需要的话，所述有机基亲水大分子可以是中性的或衍生的(硫酸化的、乙酰化的、甲基化的)葡聚糖；果聚糖；左聚糖(levan)；糖胺聚糖；和/或它们的混合物。

在某些实施方案中，所述大分子拥挤剂可以包含：有机基亲水大分子，其具有50kDa至500kDa的分子量和中性表面电荷；有机基亲水大分子，其具有2-50nm的流体动力学半径范围和中性或负表面电荷；或它们的混合物。在其它实施方案中，所述大分子拥挤剂可以包含：至少两类有机基亲水大分子的混合物，每类具有50kDa至500kDa的分子量和中性表面电荷；至少两类有机基亲水大分子的混合物，每类具有50kDa至500kDa的分子量和中性表面电荷，以及第三类具有2-50nm的半径范围和中性表面电荷的有机基亲水大分子；和/或至少两类有机基亲水大分子的混合物，每类具有50kDa至500kDa的分子量和中性表面电荷，以及第三类具有2-50nm的半径范围和负表面电荷的有机基亲水大分子。