[发明专利]双分化或多分化类器官

说明书

本发明涉及产生具有至少两种组织类型的双分化或多分化组织的体外方法，通过此类方法获得的双分化或多分化组织；该组织的用途和用于进行该方法的试剂盒；该方法包括以下步骤：将第一组织发育至感兴趣的分化阶段，将第二组织发育至与第一组织的感兴趣的分化阶段不同的感兴趣的分化阶段，将所述第一和第二组织放置在足以通过生长融合的接近处，从而允许第一和第二组织生长并彼此融合，从而产生包含具有不同分化阶段的第一和第二组织的双分化或多分化组织。

本发明涉及人工类器官模型组织的领域。

发明背景

三维(3D)类器官培养技术允许类似体内发育的复杂的器官样组织发育(WO2014/090993；Lancaster et al.,Nature 501,373–379(2013)；Lancaster&Knoblich,Science345,1247125(2014))。重要的是，脑类器官重演了胚胎皮质发育的许多方面，包括与不同脑部位身份相对应的多种多样细胞类型的生成(Lancaster&Knoblich,Nat Protoc 9,2329–2340(2014))。例如，脑类器官可以分别产生生成兴奋性神经元和抑制性中间神经元的背侧和腹侧前脑祖先。此外，脑类器官可以从人患者来源的诱导多能干细胞(hiPSC)生成，并用于神经系统病症(如小头畸形和自闭症)的功能基因组研究。

Maroof et al.,Cell Stem Cell 12,559–572(2013)和Nicholas et al.,CellStem Cell 12,573–586(2013)描述了在小鼠体内对人神经元发育进行建模的方法。该方法包括体外在皮质饲养层上培养干细胞，然后将细胞移植到免疫受损小鼠的新生的新皮层中以进一步发育。Liu et al.,Nat Protoc 8,1670–1679(2013)描述了将细胞培养成小的神经球(20μm-50μm)，并在培养中将神经球的细胞分化为GABA⁺神经元。

US 2016/289635 A1描述了产生人工端脑组织的方法。

WO 2014/033322 A1涉及通过分化前体细胞产生胰腺内胚层的方法。

WO 2011/055855 A1涉及在培养的干细胞中诱导分化的方法。

US 2016/312181 A1描述了自干细胞的神经元细胞分化。

此类现有模型系统仍不能模拟任何生理发育。例如，脑皮层含有两个主要的神经元群：兴奋性谷氨酸能锥体神经元和产生抑制性γ-氨基丁酸(GABA)的中间神经元。兴奋性皮质神经元主要由背侧前脑祖先生成，而抑制性GABA能皮质中间神经元是由腹侧前脑祖先生成。为了整合到皮质回路中，中间神经元从其腹侧起源到其目标背侧皮质区域进行长距离迁移。这种远程切向迁移受许多信号传导途径控制，并且一些神经系统疾病相关基因的突变可以破坏中间神经元迁移。然而，在没有合适的实验性人模型系统的情况下，患者特异性突变与人脑发育之间的关系仍然是未知的。

因此，需要在与脑非常相似的大型体外培养物中对天然脑，尤其是人脑的额外特征进行建模，并且将脑发育建模到尽可能晚/大的阶段。

发明概述

本发明提供了产生具有至少两种组织类型的双分化或多分化组织的方法，该方法包括以下步骤：提供发育至感兴趣的分化阶段的第一组织；提供发育至与第一组织的感兴趣的分化阶段不同的感兴趣的分化阶段的第二组织；将所述第一和第二组织放置在足以通过生长融合的接近处；允许第一和第二组织生长并彼此融合；从而产生包含具有不同分化阶段的第一和第二组织的双分化或多分化组织。

还提供了产生具有至少两种组织类型的双分化或多分化组织的方法，该方法包括以下步骤：将第一组织发育至感兴趣的分化阶段；将第二组织发育至与第一组织的感兴趣的分化阶段不同的感兴趣的分化阶段；将所述第一和第二组织放置在足以通过生长融合的接近处；允许第一和第二组织生长并彼此融合；从而产生包含具有不同分化阶段的第一和第二组织的双分化或多分化组织。