[发明专利]用于人胚胎干细胞分化的组合物和方法

说明书

发明背景

本发明涉及用于人胚胎干细胞分化的组合物和方法，具体地涉及用于将人胚胎干细胞向定形内胚层细胞分化的组合物和方法。

人胚胎干细胞（ESC）具有卓越的无限自我更新能力以及分化成为包括发育中胚胎的三个胚层的所有细胞的潜力，这使得其作为用于再生性药物中的细胞来源和作为早期人发育模型都是有吸引力的。

通过与糖原合成酶激酶（GSK-3）抑制剂温育，可以将鼠胚胎干细胞保持在自我更新的状态。例如，Bone等人（2009）中，描述了多种GSK-3抑制剂，所述抑制剂能够促进鼠胚胎干细胞的自我更新。

在体内正常发育过程中发生的事件的顺序可能为理解ESC分化的控制提供了重要的线索。定形内胚层（DE）在早期胚胎发生的原肠胚形成阶段，当原胚层、中胚层、内胚层和外胚层的形成发生时出现。在这一阶段，未分化的上胚层细胞通过称作原条（primitive streak）（PS）的结构迁移。所述的中胚层和DE指定在PS的前部区域，并且认为是从普通的祖细胞群体，中内胚层产生（Tada等人，2005）。

有效地产生定形内胚层的能力具有很大的临床重要性，所述的定形内胚层是产生内胚层衍生的细胞谱系的前体细胞类型，所述的内胚层衍生的细胞谱系包括肝脏胰腺、肺、甲状腺和肠的那些。具体地，从治疗和药学的观点看，需要衍生具有肝脏潜能的内胚层。对于移植疗法来说，缺少可用的供体肝脏。除此之外，需要用于预测毒理学的功能性肝细胞。当前，将原代人肝细胞用于药学筛选，但是伴随细胞的缺乏，以及该细胞类型的增殖和维持不充分，必须发现可替换的来源，并且来自人ESC的肝细胞带来巨大的希望。

发明概述

根据本发明的一个方面，提供了用于将人胚胎干细胞或者人胚胎干细胞群向定形内胚层特有的细胞或细胞群分化的方法，该方法包括将所述的细胞或者细胞群与GSK-3抑制剂温育。

引人注目的是，发现了与GSK-3抑制剂在促进鼠胚胎干细胞的自我更新中的作用直接相比，当给予到人胚胎干细胞时GSK-3抑制剂能够诱导分化。

根据本发明的另一个方面，提供了GSK-3抑制剂用于将人胚胎干细胞或者人胚胎干细胞群向定形内胚层特有的细胞或细胞群分化的用途。

根据本发明的另一个方面，提供了人胚胎干细胞分化组合物，所述的组合物包含GSK-3抑制剂，其中所述的组合物能够将将人胚胎干细胞或者人胚胎干细胞群向定形内胚层特有的细胞或细胞群分化。

同样地，在一个实施方案中，提供了将人胚胎干细胞向定形内胚层细胞分化的组合物，所述的组合物包含GSK-3抑制剂。

根据本发明的另一个方面，提供了诱导定形内胚层特有的细胞或细胞群向肝细胞样细胞或者肝细胞样细胞群分化的方法，所述的方法包括将所述的细胞或细胞群与GSK-3抑制剂温育。

根据本发明的另一个方面，提供了GSK-3抑制剂用于诱导定形内胚层特有的细胞或细胞群向肝细胞样细胞或者肝细胞样细胞群分化的用途。

根据本发明的另一个方面，提供了定形内胚层分化组合物，所述的组合物含有GSK-3抑制剂，其中所述的组合物能够将定形内胚层特有的细胞或细胞群向肝细胞样细胞或者肝细胞样细胞群分化。

同样地，在一个实施方案中，提供了定形内胚层向肝细胞样细胞分化的组合物，所述组合物包含GSK-3抑制剂。

根据本发明的又一个方面，提供了用于诱导人胚胎干细胞或者人胚胎干细胞群向肝细胞样细胞或肝细胞样细胞群分化的方法，所述的方法包括将所述的细胞或细胞群与GSK-3抑制剂温育。

根据本发明的另一个方面，提供了GSK-3抑制剂用于诱导人胚胎干细胞或人胚胎干细胞群向肝细胞样细胞或肝细胞样细胞群分化的用途。

根据本发明的另一个方面，提供了人胚胎干细胞分化组合物，所述组合物包含GSK-3抑制剂，其中该组合物能够将人胚胎干细胞或者人胚胎干细胞群向肝细胞样细胞或肝细胞样细胞群分化。

同样地，在一个实施方案中，提供了人胚胎干细胞向肝细胞样细胞分化的组合物，所述组合物含有GSK-3抑制剂。

优选地，所述的方法是体外方法。

在本发明的另一个实施方案种，提供了包含在本文中描述的组合物的培养基。优选的培养基的实例包括mTeSR1（RTM）化学限定hESC培养基（来自Stem Cell Technologies）和补加了KO血清替代物的KnockOut（KO）达尔伯克氏改良伊格尔氏培养基（DMEM；Invitrogen）。