[发明专利]有助于诱导生成神经前体细胞的诱导培养基

说明书

本发明涉及一种有助于诱导生成神经前体细胞的诱导培养基。其成份和含量是：87％DMEM/F12培养基(Gibco)，1％GlutaMAX(Gibco)，2％B27 minus vitamin A(Gibco)，1～10μg/mL heparin(Stem Cell Technologies)，1000units/mL LIF(mLIF或hLIF)(Merck Millipore)，10～20ng/mL basic fibroblast growth factor(bFGF；RD Systems)，10～40ng/mL epidermal growth factor(EGF；Peprotech)。该培养基中包含谱系特异性细胞因子，以一定浓度进行组合。通过该诱导培养基，可以在体外环境下，将哺乳动物体细胞诱导形成有功能的神经前体细胞。

技术领域

本发明涉及再生医学领域，特别是一种有助于诱导生成神经前体细胞的诱导培养基。

背景技术

神经退行性疾病是大脑或脊髓的神经细胞的结构和功能丧失导致的神经系统疾病。此类疾病，包括病程较长(20年或更长)的如阿兹海默症、帕金森症及少数病程进展较快(2-3年)的肌萎缩性脊髓侧索硬化症等，对人类特别是老年人的健康构成了巨大的威胁。现有的化学药物治疗手段虽然也可以缓解这些病症，但都没有取得十分明显的根治效果。因此，通过再生医学的手段重建病变的神经组织和器官的治疗策略显得尤为重要。

再生医学的最终目标为替换老化、病变或损伤的组织，目前可通过两大途径来实现，即细胞重编程技术和细胞转分化技术。细胞重编程技术的革新为细胞治疗带来了希望，现有研究表明已建立的多种疾病特异的多能性细胞系，可以在体外分化为多种类型的体细胞，为细胞治疗提供足够的种子来源。与此同时，细胞转分化技术的出现也引起了人们的极大关注。通过细胞转分化，可将病人的成纤维细胞直接转变成其他类型的体细胞，无需通过多能干细胞的阶段。因此，该方法更为直接和高效，这一技术同样为细胞治疗点燃了新的希望。目前，通过细胞重编程和细胞转分化这两种技术均可获得神经退行性疾病病人病变或损伤神经组织的细胞类型，为修复受损的组织功能提供了强有力的手段和全新的治疗策略，在细胞治疗方面具有潜在的应用价值。在未来的应用中，甚至可能通过原位改变附近细胞的基因表达或微环境来补充受损组织的细胞类型。

尽管传统的转录因子介导的重编程和转分化技术为细胞治疗带来了前所未有的曙光，但是从新类型细胞的获得到临床治疗的应用还有诸多问题亟待解决。由于转录因子介导的诱导过程中常借助于逆转录病毒、慢病毒等方式将外源基因导入细胞，虽然这类方式具有较高的基因转导效率，但是由于病毒序列整合到细胞的基因组中，会导致基因插入突变发生，甚至具有致瘤性，所以这种具有潜在危险性的基因导入方法显然不利于其在再生医学领域的应用，因而不同的研究小组将如何采用非整合型诱导方法实现转分化作为研究热点。

不同于诱导多能干细胞的致瘤性和传统转分化的外源基因插入，化合物诱导生成神经前体细胞成功规避了传统方法的诸多应用限制，更适合直接用于临床治疗。2014年，同济大学裴钢教授组的研究人员发现，通过纯粹的化学小分子诱导的方法，可以将体细胞转分化成神经前体细胞。他们通过特定化学组合物的组合，即VCR(VPA,HDAC的抑制剂；CHIR99021,GSK3的抑制剂；Repsox，TGFβ通路的抑制剂)，再加上低氧环境，可以将鼠的胚胎成纤维细胞诱导成神经前体细胞。近期，华人科学家丁胜教授及其同事发现并从机制上鉴定了多个全新的小分子化合物，将他们组合成一种名为M9的培养基，包括CHIR99021,A83-01,RG108,Parnate,SMER28,Hh-Ag1.5,retinoic acid,LDN193189和bFGF，可以促进哺乳动物成纤维细胞向神经前体细胞的诱导分化。这类化合物方法诱导的神经前体细胞和哺乳动物脑来源的神经前体细胞在很多方面相似，例如增值和自我更新能力，基因表达谱以及体内外的分化潜能等。