[发明专利]用于获得健康肠类器官的方法

说明书

本发明涉及生物功能性三维水凝胶，该生物功能性三维水凝胶适合于新近分离或冷冻的肠细胞的扩增和来自于此的肠类器官的形成，其避免了天然来源的基质如Matrigel的使用并且提供了适合于临床应用且以商业可行方式产生的肠类器官。本发明还涉及部件试剂盒，其包含与适合的培养基组合的所述水凝胶，并且涉及使用所述部件试剂盒制备类器官和由新近分离或冷冻的肠细胞扩增细胞的方法。

本发明涉及再生医学和精准医学领域，并且具体地涉及制备患者来源的健康肠类器官(PDO)的方法。

全球受炎症性肠病(IBD)影响的人口数目持续增加。粘膜愈合和肠屏障功能的重建是与显著更良好的预后、较低的复发和住院率以及手术和结肠直肠癌风险降低有关的重要治疗目标。然而，当前的医疗在全部IBD患者中不太有效，其中约16-47％的患者在诊断后10年需要手术(Frolkis等人,Risk of surgery for inflammatory bowel diseases hasdecreased over time:a systematic review and meta-analysis of population-basedstudies；Gastroen-terology 2013；145:996-1006)。这清楚地突显了对于新型疗法未满足的需要，其中干细胞富集的肠类器官作为移植和肠屏障功能重建的再生材料来源具有巨大前景。

类器官，包括细胞球体或团是从干细胞发育并且以类似于体内情况的方式通过细胞分选和空间受限的谱系提交自组织(或自模式化)的干细胞或器官特异性细胞类型的三维结构。因此，类器官代表细胞的天然生理学并且具有模拟天然情况的细胞组成(包括在不同分化阶段的剩余干细胞和/或特化细胞类型)和解剖学。干细胞可以分离自组织或类器官片段。由此产生类器官的细胞可以分化以形成器官样组织，从而显示出自组织以形成非常类似于体内器官的结构的多细胞类型(即细胞分化)。因此，类器官是在非常类似于体内发育的系统中研究人器官和人器官发育的优良模型。类器官还用于生长和扩增用于临床应用的细胞。在本领域中，从分离的肠隐窝或干细胞生长的类器官还可以被称为“类肠(enteroids)”或“类结肠(colonoids)”。

肠类器官已成功递送至患有实验结肠炎的小鼠中，从而证实细胞粘附至并且成为上皮细胞的整体部分(Yui等人,Functional engraftment of colon epitheliumexpanded in vitro from a single adult Lgr5+stem cell,Nature medicine 18卷,4期,2012,618-624；Fordham等人,Transplantation of Expanded Fetal IntestinalProgenitors Contributes to Colon Regeneration after Injury,Cell Stem Cell 13,734–744,2013年12月5日；和Sugimoto等人,Reconstruction of the Human ColonEpithelium In Vivo,Cell Stem Cell 22,1–6,2018年2月1日(https://doi.org/10.1016/j.stem.2017.11.012))。在这些研究中，成功的肠类器官生长和移植依赖于用于PDO的建立和扩增的动物来源的基质(如Matrigel)的使用。