[发明专利]一种人类诱导多能干细胞的重编程培养基

说明书

本发明属于培养基技术领域，具体涉及一种人类诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cell,hiPSC)的重编程培养基，所述重编程培养基包含用于培养人类体细胞的成体细胞培养基以及添加到成体细胞培养基中的细胞信号通路抑制剂；所述细胞信号通路抑制剂选自糖原合成激酶3抑制剂、丝裂原激活蛋白激酶激酶抑制剂和转化生长因子β抑制剂任意一种或者任意多种的组合。本发明的有益效果是：本发明的重编程培养基是在成体细胞培养基的基础上添加了一种或多种小分子化合物进行诱导重编程培养或者诱导分化培养，为无滋养层无动物源性培养基，极大地提高了人类体细胞重编程为人类多能干细胞的速度与效率，尤其是将人类体细胞高效地重编程为表达特异性标记物的hiPSC。

技术领域

本发明属于培养基技术领域，具体涉及一种人类诱导多能干细胞的重编程培养基。

背景技术

干细胞(stem cells)指的是能够自我更新、分裂以及分化成其它细胞类群的一种细胞。从干细胞在发育中的所处的阶段来看，干细胞可以分化为胚胎干细胞(embryonicstem cell，ESC)和成体干细胞(adult stem cell)。胚胎干细胞是一种多能干细胞(pluripotent stem cell)，可以无限增殖并分化成人体两百多种类型细胞、形成机体的组织和器官，即能分化成多种细胞和组织的潜能的干细胞。成体干细胞包括骨髓间充质干细胞、血液干细胞、神经干细胞等成体组织中存在的。

2006年，日本京都大学Yamanaka研究小组利用逆转录病毒载体，将外源性的Pou5f1、Sox2、c-Myc和Klf4四种转录因子在小鼠成纤维细胞中过表达，在小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)的培养条件下获得了Fbx15+的多能干细胞系，该细胞系在细胞形态、生长特征、表面标志物、形成畸胎瘤等方面与小鼠ESC非常相似，而在基因表达谱、DNA甲基化方式及形成嵌合体动物方面却不同于小鼠ES细胞，故将其命名为诱导多能干细胞(induced Pluripotent Stem Cell,iPSC)。

Takahashi K1,Yamanaka S.Induction of pluripotent stem cells frommouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.Cell.2006；126:663-676

2007年7月,Yamanaka研究小组进一步用Nanog代替Fbx15蛋白进行筛选，得到了Nanog+的iPSC，该iPSC不仅在细胞形态、生长特征、标志物表达、移植到小鼠皮下可形成包含3个胚层组织细胞结构的畸胎瘤等方面与小鼠ESC非常相似，而且在DNA甲基化方式、基因表达谱、染色质状态、形成嵌合体动物等方面也与小鼠ESC几乎完全相似。此外，研究还发现重新激活外源致癌基因c-Myc是嵌合体动物出现肿瘤形成的原因；而转染的上述4个基因在iPSC中并没有表达，表明这些基因只在诱导过程中起作用，iPSC保持多潜能性状态的原因是内源性转录因子，如Nanog等基因的表达。

Okita K1,Ichisaka T,Yamanaka S.Generation of germline-competentinduced pluripotent stem cells.Nature.2007；448:313-317.

2007年11月，Yamanaka研究组使用了同样的方法获得了人类诱导多能干细胞hiPSC,同时，威斯康辛大学Thomson研究小组也报道了成功诱导成纤维细胞转化为具有人类胚胎干细胞hESC基本特征的hiPSC，所不同的是他们使用慢病毒作为载体，并在14个候选基因中选择出了POU5F1、SOX2、NANOG、LIN28A等4个基因进行转导。

Yu,J.,et al.，Induced pluripotent stem cell lines derived from humansomatic cells.Science.2007；318:1917-1920