[发明专利]诱导胚胎干细胞为胰腺细胞的方法

说明书

发明背景

1、发明领域

本发明一般地涉及一种诱导胚胎干细胞的方法。特别地，本发明涉及诱导胚胎干细胞为胰腺细胞的方法，以及具有此用途的试剂盒。

2、现有技术描述

糖尿病作为最常见的代谢失调性疾病，影响着世界上4-5％的人群。据估计，到2010年，糖尿病患者的数量会超过三亿五千万。I型糖尿病是由于胰岛中的β细胞遭受自身免疫破坏所致。所以许多研究小组都在寻找各种方式试图来替换这些被破坏的产胰岛素的细胞。目前，胰岛细胞移植是除了注射胰岛素外唯一有效的可治愈I型糖尿病的方法(Serup P，MadsenOD，Mandrup-Poulsen T.Islet and stem cell transplantation for treatingdiabetes.BMJ 2001；322：29-32)。但是，由于可移植的供体胰岛严重短缺，导致该方法无法广泛应用。

由胚胎干(ES)细胞获得功能性的β细胞被认为能解决可移植的胰岛不足的问题。ES细胞已经被证明能够分化成胰岛样的集落，特别是胰腺β细胞(Soria B，Roche E，Berna G，et al.Insulin-secreting cells derived fromembryonic stem cells normalize glycemia in streptozotocin-induced diabeticmice.Diabetes 2000；49(2)：157-162；Lumelsky N，Blondel O，Laeng P，et al.Differentiation of embryonic stem cells to insulin-secreting structures similarto pancreatic islets.Science 2001；292：1389-1394；Assady S，Maor G，Amit M，et al.Insulin production by human embryonic stem cells.Diabetes2001；50(8)：1691-169.)。Soria等通过一种“细胞捕获”的方案首次成功地诱导胚胎干细胞分化成胰腺β细胞。(Soria B，Roche E，Berna G，et al.Insulin-secreting cells derived from embryonic stem cells normalize glycemiain streptozotocin-induced diabetic mice.Diabetes 2000；49(2)：157-162)。不过，这种方法比较复杂，且需要一些遗传操作。Lumelsky等(Lumelsky N，Blondel O，Laeng P，et al.Differentiation of embryonic stem cells toinsulin-secreting structures similar to pancreatic islets.Science2001；292：1389-1394)设计了一种诱导ES细胞分化为产胰岛素的胰岛样结构的“五步法”，此法无需遗传操作。Hori等(Hori Y，Rulifson IC，Tsai BC，et al.Growth inhibitors promote differentiation of insulin-producing tissuefrom embryonic stem cells.Proc Natl Acad Sci U S A2002；99(25)：16105-16110)和Blyszczuk等(Blyszczuk P，Czyz J，Kania G，etal.Expression of Pax4 in embryonic stem cells promotes differentiation ofnestin-positive progenitor and insulin-producing cells.Proc Natl Acad Sci U SA 2003；100(3)：998-1003)通过添加生长抑制剂LY294002或过表达基因pax4来改进Lumelsky的“五步法”。但是，所有的这些诱导方案在某些方面都是复杂的，周期很长。Hansson等(Blyszczuk P，Czyz J，Kania G，et al.Expression of Pax4 in embryonic stem cells promotes differentiation ofnestin-positive progenitor and insulin-producing cells.Proc Natl Acad Sci U SA 2003；100(3)：998-1003)，在使用了“五步法”后发现ES细胞在培养中可能通过吸收培养基中的胰岛素而使结果出现假阳性。因此，寻找能够方便快捷地诱导ES细胞分化成胰腺β细胞的特异性诱导因子十分必要。