[发明专利]使用ISLET1作为标志分离或产生干细胞

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请日为2004年2月2日、申请号为 200480008937.8(PCT/US2004/002978)、发明名称为“使用ISLET1作为 标志分离或产生干细胞”。

发明领域

[0001]本发明一般性地涉及体外扩增和增殖未分化的祖细胞，更具体 地，涉及含有Islet1的未分化祖细胞(undifferentiated progenitor cells containing Islet1)。

背景信息

[0002]先天性心脏病(Congenital heart disease)在所有出生缺陷中是 最常见的(Hoffman and Kaplan，2002)。为了成功地预防先天性心脏病， 或对先天性心脏病进行治疗干预，对其病原学的了解是极其重要的。 为了达到这个目的，对具体的心脏细胞谱系的起源和它们之间的相互 关系的理解是至关重要的。理解心脏祖先细胞(cardiac progenitors)的 起源和性质，对于开发针对先天性心脏病和成人心脏病的心脏干细胞 治疗来说也具有重要意义。

[0003]最近的研究工作已经定义了心脏祖先细胞的两个区(fields)， 被称为初级区，和次级区，或前心区(Kelly and Buckingham，2002)。 据认为，初级心区(primary heart field)形成心脏的心房和心室，而认 为次级区或前区(secondary or anterior field)形成流出道(outflow tract)。 认为次级区在早期线性心管阶段(early linear heart tube stage)位于心 脏的前部和背部。有关心流出道不存在于线性心管中的最初的证据， 来自在小鸡胚胎中所进行的一系列体内谱系研究，这些研究由de la Cruz和同事从1977起向前推进(de la Cruz，2000)。这些研究表明，在 线性心管阶段不存在流出道，但是没有指出：在后面的阶段中，流出 道来自何处。

[0004]最近，由三个不同的实验室所作的研究指出了流出道的起源， 其中，两个实验室在小鸡胚胎中进行研究，一个在小鼠胚胎中进行研 究(Kelly et al.，2001；Miaatvedt et al.，2001；Waldo et al.，2001)。这些 研究结果表明，流出道中的一些细胞起源于靠近咽内胚层(pharyngeal endoderm)的脏壁中胚层(splanchnic mesoderm)。这些实验结果不能 最终评阶“次级”或“前”心区的贡献大小和界线。

[0005]已经用许多不同的方式对干细胞进行了定义。然而，主要原则 包括：(1)自我更新，或能产生具有与原始的母细胞类似的特征的子细 胞(daughter cells)的能力；(2)单个细胞的多谱系分化(multi-lineage differentiation)；和(3)受损组织的体内功能重构。

[0006]胚胎干(ES)细胞——最初从小鼠获得(Evans and Kaufmann，1981)，最近从非人灵长类和人类胚泡获得(Thomson，et al.， 1998)——展示出所有三种特征。ES细胞是多能细胞，源自胚泡的内细 胞团，它可以在未分化的状态下无限繁殖。小鼠和人ES细胞系都在培 养中被连续保持，细胞倍增多于300次。在体外，当ES细胞被注射入 胚泡时，ES细胞分化为所有的体细胞类型，并形成具有全部三胚层的 成熟子代细胞(mature progeny cells)。最终，ES细胞的所有分化的子 代细胞部是功能细胞，因为由四倍体胚胎互补作用(tetraploid embryo complementation)产生的小鼠是活的。尽管ES细胞已经被从人类分离 得到，但是它们在研究中的应用以及它们的治疗潜力受到伦理考虑因 素的阻碍。