[发明专利]脐带血干细胞增殖和生长因子产生的锂刺激

说明书

本申请是2007.10.31提交的CN 200780046542.0，题为“脐带血干细胞增殖和生长因子产生的锂刺激”的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年11月1日提交的美国临时申请No.60/856,071的优先权，其公开对于所有目的通过引用完整地整合在本申请中。

发明背景

对于人干细胞的鉴定、分离和产生存在着相当大的兴趣。人干细胞通常是能够自我更新并产生各种成熟的人的细胞系的全能或多能的前体细胞。这一能力是组织和器官发育所必需的细胞分化和特化的基础。最近在干细胞移植方面的成功已经为由于疾病、接触有毒化学品和/或辐射所引起的骨髓肃清（myeloablation）后的骨髓重建和/或补充提供了新的临床工具。进一步的证据证明，干细胞可以用于重塑许多（如果不是所有）组织并恢复生理和解剖学功能性。

已经对许多不同种类的哺乳动物干细胞进行了表征。例如，胚胎干细胞、胚胎生殖细胞、成人干细胞以及其他承认的干细胞或祖细胞是已知的。事实上，对某些干细胞不但进行了分离和表征，而且在允许有限程度分化的条件下对其进行了培养。由于人群中HLA类型的数千万种可能组合，存在着一个基本问题，即非常难以获得充分数量、种群和多样性的能够分化成能与单个患者HLA匹配的所有细胞类型的人干细胞HLA类型。不同HLA类型的干细胞的供给严重短缺。由于其在各种疾病和症状（包括恶性肿瘤、先天性代谢缺陷、血红蛋白病和免疫缺陷）治疗中的重要性，获得各种HLA类型的干细胞的足够来源会是非常有利的。

出于几个原因难以获得足够数量的人干细胞。首先，部分是由于在血液和组织中所发现的数量非常有限，在成人组织中分离正常产生的干细胞群在技术上是困难的且昂贵的。其次，从胚胎或胎儿组织（包括流产胎儿）中获得这些细胞引起了伦理问题。因此，不需要使用从胚胎或胎儿组织中获得的细胞的其他来源是进一步发展干细胞临床使用的根本问题。然而，只有很少的干细胞、尤其是人干细胞的可行的其他来源，因此其供给是受到限制的。而且，从其他来源获得用于治疗和研究目的的足够数量干细胞通常是费力的。

例如，美国专利No.5,486,359公开了源自骨髓的人间叶细胞样干细胞（HMSC）组合物。通过对不含与造血细胞或分化的间叶细胞相关标志的粘附骨髓或骨膜细胞的阳性选择获得均一的HMSC组合物。所分离的间叶细胞样细胞群表现出与间叶细胞样干细胞相关的特征、具有在培养基中不分化而再生的能力、并且在体外诱导或体内置于受损组织处时具有分化成特定间叶细胞系的能力。然而，这样的方法的缺点在于，为了随后进行HMSC分离，首先需要从供体中以侵入和疼痛的方式收集骨髓或骨膜细胞。

脐带血是另一种已知的间叶细胞样干细胞以及造血干细胞和祖细胞的来源。脐带血干细胞通常冷冻保藏用于重建造血功能，这是骨髓和其他相关移植中使用的一种治疗方法（参见例如美国专利5,004,681和5,192,553）。用于收集脐带血的常规技术基于使用针或套管，其在重力帮助下将脐带血从胎盘排出（参见例如美国专利5,004,681、5,192,553、5,372,581和5,415,665）。针或套管通常置于脐带经脉中，并轻轻按摩胎盘以帮助脐带血从胎盘排出。然而，由脐带血获得干细胞的主要限制在于所获得的脐带血体积经常不足，导致细胞数量不足以在移植后有效重建骨髓。

干细胞具有在大量各种疾病和损伤的治疗中使用的潜力，这包括神经系统损伤（例如脊髓损伤）、恶性肿瘤、遗传疾病、血红蛋白病和免疫缺陷。然而，由于其收集的限制、通常从脐带血收集的细胞数量不足（尤其是如果用于治疗成年患者）、以及建立大脐带血库的高成本，脐带血干细胞严重短缺。因此，在本领域内，对于在细胞培养体系中能够将干细胞扩展到足以进行移植的数量的脐带血干细胞培养方法存在着强烈需求。在本领域内对于提高所移植的干细胞的生长和存活并降低或延缓受体中的干细胞排斥的方法也存在需求。本发明满足了这些和其他需求。

发明概述

本发明提供了使用含锂盐的体外细胞培养体系刺激人脐带血干细胞产生生长因子的方法以及扩展(expanding)脐带血干细胞的方法。本发明也提供了通过移植前用锂盐处理细胞提高所移植的脐带血干细胞的存活和生长的体内方法。本发明进一步提供了通过移植后给予锂盐降低所移植的脐带血干细胞排斥的体内方法。

本发明部分基于锂刺激干细胞产生或表达生长因子这一意外发现上。不局限于任何具体理论，锂对干细胞增殖、存活和免疫排斥的作用是由干细胞对锂盐的应答中产生或表达的生长因子的数量所介导的。