[发明专利]用于细胞转化的系统和方法

说明书

本公开提供了用于大规模产生分化的干细胞的方法和系统。本公开还涉及使用生物反应器室在大规模培养中扩增和分化干细胞的系统和方法。

交叉引用

本申请要求2020年6月10日申请的英国专利申请号2008821.7的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

到2050年全球人口预计超过90亿。虽然食品生产可能需要显著增加以满足增长人口的需求，但是资源和耕地方面的约束使得许多形式的食品生产对于满足这种需求是不可行的。快速发展中的国家，诸如中国、印度和俄罗斯，会增加对更丰富的食品，诸如肉或其他动物产品(例如奶制品、蛋)的消费，导致对这些物品的全球需求增加。根据联合国粮食及农业组织的报告，家畜业对18％的温室气体(GHG)排放负有责任，使用30％的地球区域，70％的耕地，以及8％的全球淡水。此外，预计到2050年世界对肉的需求将加倍，使得传统的肉生产系统不能持续。与几种肉来源，特别是牛肉生产相比，培养的肉可以减少7-45％的能量使用、78-96％的GHG排放、99％的土地使用和82-96％的水使用。

发明内容

培养的肉制品可以说是新兴技术，其中与低效的传统畜牧农业相比，可以通过体外组织培养来生产动物肌肉细胞。在创造培养的肉制品时可能需要多种细胞类型，因为传统肉制品通常不仅由肌肉来源的组织组成，而且还包括脂肪和结缔组织等。干细胞分化可提供生产用于异质培养肉制品的多种细胞和组织类型的有效途径。在诸如干细胞的细胞中的强制性瞬时基因表达以及同时在生物反应器中的调节和扩增可带来开发培养的肉制品的有效和整体方法。本文提供了用于生产可食用肉制品的方法和系统。

本公开的各个方面提供了用于分化或转分化细胞以生产可食用肉制品的方法，所述方法包括：将包含一种或多种核糖核酸(RNA)分子的核酸分子递送到所述细胞中；在递送所述核酸分子后，借助于所述核酸分子或其表达产物调节所述细胞的基因表达，以分化或转分化所述细胞的至少一个亚群，从而产生一种或多种靶细胞，其中在所述调节后，所述核酸分子不整合到所述细胞的基因组中；以及至少部分地使用在(b)中产生的所述一种或多种靶细胞生产所述可食用肉制品。

在一些实施方案中，所述核酸分子包含两种或更多种不同的RNA分子。在一些实施方案中，所述细胞包括动物细胞。在一些实施方案中，所述动物细胞包括猪细胞。

在一些实施方案中，(c)包括从所述一种或多种靶细胞生产组织。在一些实施方案中，所述组织包括肌肉组织、脂肪组织、神经组织、血管组织、上皮组织、结缔组织、骨或其组合。在一些实施方案中，所述一种或多种靶细胞包括至少两种不同类型的细胞。在一些实施方案中，所述方法还包括共培养所述至少两种类型的靶细胞以产生三维组织。在一些实施方案中，所述一种或多种靶细胞包括肌肉细胞、脂肪细胞、体节细胞、神经细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、骨细胞或其组合。

在一些实施方案中，所述RNA分子包括MYOD1、MYOG、MYF5、MYF6、PAX3或PAX7或其任意组合或变体。在一些实施方案中，所述核酸分子包含非锁核酸分子。在一些实施方案中，所述RNA分子中的至少一种用非锁核酸单体(uRNA)修饰。在一些实施方式中，所述uRNA掺入到沿着所述RNA分子中的所述至少一种的不同点。在一些实施方案中，所述RNA分子中的所述至少一种被化学修饰以改善其稳定性。在一些实施方案中，对所述RNA分子中的所述至少一种的化学修饰包括抗反向帽类似物、3‘-球蛋白UTR、多聚腺苷酸尾修饰或其任意组合。在一些实施方案中，所述RNA分子包括信使RNA(mRNA)、微小RNA(miRNA)、转运RNA(tRNA)、沉默RNA(siRNA)或其组合。

根据权利要求16所述的方法，其中所述核酸分子还包含互补脱氧核糖核酸(cDNA)分子。在一些实施方案中，所述核酸分子是合成的核酸分子。在一些实施方案中，所述核酸分子用中性或阴离子脂质体、阳离子脂质体、脂质纳米颗粒、可电离的脂质或其任意组合或变型递送至所述细胞。