[发明专利]一种外胚层干细胞系及其建立方法与用途

说明书

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种外胚层干细胞系及其建立方法与用途。本发明首次发现，在上胚层干细胞在培养过程中加入SB431542和bFGF，将上胚层干细胞诱导分化为外胚层干细胞。通过此方法构建获得的外胚层干细胞，可以连续传代40代以上，并保持类似于上胚层干细胞的形态，具有外胚层的分化潜能。所述外胚层干细胞在分化能力上更类似于外胚层，缺乏分化成为中内胚层的能力，但是向表皮分化的能力与上胚层干细胞相比更强。相比于多能性的上胚层干细胞，本发明的外胚层多能干细胞其分化潜能更加特化，极具临床和市场价值。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种外胚层干细胞系及其建立方法与用途。

背景技术

哺乳动物胚胎早期发育是一个快速而有序的过程。从内细胞团(Inner CellMass,ICM)形成到胚胎着床的过程中，内细胞团细胞发育分化为上胚层(Epiblast)。上胚层经原肠运动分化成为外胚层(Ectoderm)、中胚层(Mesoderm)和内胚层(Endoderm)。其中，外胚层可进一步分化为神经和表皮等终末分化的组织。由于外胚层缺乏标记基因，并且其发育过程的时间窗口短暂，目前对于外胚层谱系发育的研究相对较少。

由于原肠运动时期小鼠胚胎个体极小，较难获取足够量的处于这一发育时期的胚胎材料，因此大多数早期发育的研究在小鼠多能干细胞系(Pluripotent stem cells,PSCs)的体外分化模型中展开(Rossant,2008)。目前从小鼠的早期胚胎可以获得两种多能干细胞系，分别为小鼠胚胎干细胞系(Embryonic Stem Cells,ESCs)和小鼠上胚层干细胞系(Epiblast stem cells,EpiSCs)。ESCs来源于E3.5的内细胞团(Evans and Kaufman,1981)，EpiSCs来源于E5.5-E6.5的上胚层(Brons et al.,2007)，都是具有三胚层分化潜力的多能干细胞系。目前尚没有建立对应于外胚层的细胞系，对外胚层发育的分子机制研究造成了不便。

我们实验室2010年研究发现，通过调整外部信号通路的方法，可以从胚胎干细胞诱导得到上胚层干细胞(ESC derived EpiSCs,ESD-EpiSCs)(Zhang et al.,2010)，提示体外的多能性干细胞系能够响应外部信号定向分化，模拟体内的发育过程。我们实验室最新的研究发现，抑制ESD-EpiSCs的Activin/Nodal信号通路18个小时后可以得到外胚层前体细胞，这种外胚层前体细胞具有受BMP4调控分化成为神经和表皮的潜能(Li et al.,2015)。但是，外胚层前体细胞不能在体外自我更新和增殖。并且这种诱导得到的类似于外胚层的状态非常短暂，只能维持几个小时，因此其应用价值就受到了一定的限制。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种外胚层干细胞系及其建立方法与用途。

为实现本发明的目的及其他相关目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供了SB431542和bFGF在体外构建外胚层干细胞中的用途。

优选地，所述用途具体是指在上胚层干细胞在培养过程中加入SB431542和bFGF，将上胚层干细胞诱导分化为外胚层干细胞。

优选地，所述上胚层干细胞来自哺乳动物。更优选地，来自鼠。更优选地，来自小鼠。

上述SB431542和bFGF均可通过市售途径获得。其中，SB431542的CAS号为301836-41-9。

本发明的第二方面，提供一种体外构建外胚层干细胞系的方法，包括步骤：在上胚层干细胞的培养过程中加入SB431542和bFGF。