[发明专利]诱导气道基底干细胞分化为支气管肺泡干细胞的培养基和方法

说明书

本发明提供一种气道基底干细胞分化为支气管肺泡干细胞的诱导培养基和方法，涉及干细胞诱导分化技术领域。本发明的培养基包括初级诱导分化培养基和次级诱导分化培养基；所述初级诱导分化培养基包含以下组分：纤维母细胞生长因子10、角质细胞生长因子、糖原合成酶激酶‑3抑制剂；所述次级诱导分化培养基包含以下组分：纤维母细胞生长因子10、角质细胞生长因子、角质细胞生长因子、γ分泌酶抑制剂、磷酸二酯酶抑制剂。本发明的方法采用上述诱导培养基对BC进行诱导培养，可高效转化为BASC。本发明的培养基和培养方法，可将自体来源的气道基底干细胞成功诱导为支气管肺泡干细胞，诱导转化率高。

技术领域

本发明涉及干细胞诱导分化技术领域，特别是涉及一种气道基底干细胞分化为支气管肺泡干细胞的诱导培养基和方法。

背景技术

特发性肺纤维化(IPF)是一种原因不明，以弥漫性肺泡炎和肺泡结构紊乱为特征，最终导致肺间质纤维化的疾病。据统计IPF在整体人群中的患病率约为每年2～29/10万，好发于老年人群。我国作为一个老龄化日趋严重的国家，IPF患者保守估计至少50万左右，且呈现逐年增加的趋势。近年来IPF已成为一种常见病，其预后不良，出现症状后生存期一般为3～8年，严重影响人们的生命健康。

目前，FDA批准上市的治疗药物只有两种：吡菲尼酮和尼达尼布。已证实吡非尼酮与尼达尼布均能够缓解IPF患者肺功能指标(如FVC和DLCO)，延长患者的无进展生存期，并降低患者的死亡风险。药物治疗只能延缓病情进展，并不能根治疾病，所以此病也称为“类肿瘤”。此外，氧疗、机械通气、肺康复以及肺移植等非药物治疗方法也是临床医生常用的IPF备选疗法。然而，即便采用了上述最先进的肺移植与组合疗法，也仅有40％-50％IPF患者的生存期能够超过5年。

研究观点普遍认为，肺泡上皮细胞损伤后异常修复是导致肺纤维化的根本原因。因此，越来越多细胞治疗的研究在开展，通过移植干细胞分化成肺泡上皮细胞修复结构损伤，从而从根本上起到治疗效果。目前有研究表明，在博来霉素诱导的肺纤维化小鼠上移植间充质干细胞(MSC)对肺纤维化起到一定的治疗作用，而且在临床试验上已经验证了MSC移植的安全性，MSC移植治疗肺纤维化的临床研究工作正在开展。未来，上述疗法可能用于肺损伤和肺纤维化患者的临床治疗。尽管如此，部分研究认为MSC可能仅通过分泌功能和免疫调节来发挥作用，并不能通过分化成肺泡上皮细胞修复损伤结构来起到修复作用。由于MSC具有多向分化潜能，现有体内和体外研究结果均已证实了其具有分化为肌细胞、肝细胞、成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、基质细胞等多种细胞的能力，其在体内的分化方向不易受控制。因此，MSC可能并不是IPF患者最合适的干细胞来源。诱导性多能干细胞(iPSC)也是被研究比较多的干细胞，研究证明iPSC在体外可以诱导分化成肺泡上皮细胞，但是iPSC具有多向分化潜能和致瘤性。iPSC可能也不是IPF患者最合适的干细胞来源。

成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞。目前成体干细胞的应用越来越多，角膜缘干细胞移植治疗就是成体干细胞移植治疗成功的典范。研究证明肺部存在一种位于肺泡与远端气道接口处的成体干细胞支气管肺泡干细胞(bronchioalveolar stem cells，BASC)，在肺泡受到损伤时，BASC会分化成I型与II型肺泡上皮细胞，从而促进肺组织的修复。但是，目前临床上以最先进的技术，只能从患者取到近端气道的成体干细胞气道基底干细胞(airway basal stem cell，BC)，研究证明气道基底干细胞具有多向分化潜能，优先分化为纤毛柱状上皮细胞与杯状细胞等大气道上皮细胞，仅有极少数甚至不会诱导分化为I型与II型肺泡上皮细胞。因此，开发出将BC诱导分化为BASC的技术，可能会为肺纤维化患者的细胞移植治疗提供充足的自体细胞来源的移植细胞样本。

发明内容

基于此，有必要针对临床上无法直接获取患者自体支气管肺泡干细胞的问题，提供一种诱导气道基底干细胞分化为支气管肺泡干细胞的培养基，采用该培养基，可将自体来源的气道基底干细胞成功诱导分化为支气管肺泡干细胞，诱导转化率高，为移植治疗肺纤维化等疾病提供移植细胞样本。