[发明专利]新型肌肉骨骼系统干细胞

说明书

本发明涉及从胚胎干细胞或诱导性多能干细胞分化而来的新型肌肉骨骼系统干细胞。本发明的肌肉骨骼系统干细胞可以容易地从人类胚胎干细胞或人诱导的多能干细胞诱导，并且可以有效地分化成骨以及软骨、肌腱、肌肉，可以有效地用于预防或治疗各种肌肉骨骼系统疾病。

技术领域

本发明涉及具有分化成肌肉骨骼组织的能力的新型肌肉骨骼系统干细胞及其制备方法。

背景技术

由肌肉、骨骼、关节等组成的肌肉骨骼系统的疾病导致严重的活动受限及身体疼痛等。肌肉、骨骼、关节功能的退化是衰老的必然结果。作为因肌肉骨骼系统功能退化而引起的常见疾病包括退行性关节炎、肌腱炎、骨折、扭伤及肌肉减少症等。近年来，由于改善了医疗保健，预期寿命得到延长，因此，患有肌肉骨骼系统疾病的患者人数正在增加，并且不能实现由健康的骨骼肌保证的健康的衰老并且使生活质量恶化。

骨化(ossification)是骨形成的过程，已知通过两种方法：膜内骨化或软骨内骨化。膜内骨化作为间充质组织转化为骨骼的直接过程，在颅骨的骨骼内产生。另一方面，软骨内骨化在由聚集的间充质细胞形成软骨组织的过程之后，通过软骨组织转化为骨骼的过程产生。这种骨化过程对于脊椎动物的大多数骨骼形成是必需的。

另一方面，人类胚胎干细胞(hESCs，human embryonic stem cells)作为多能细胞，可以不受限制地生长，并且可以分化成所有细胞类型。人类胚胎干细胞是研究细胞水平上胚胎发育的非常有用的工具，也是细胞替代疗法的有用工具。人类胚胎干细胞可以分化成包括例如，骨骼及软骨的骨骼组织的特异性组织，这可以用于骨骼组织修复。

已知人类诱导性多能干细胞(hiPSCs，human induces pluripotent stem cells)是具有可以分化成任何细胞类型能力的多能干细胞。人类诱导性多能干细胞是可用于在细胞水平研究胚胎发育并作为细胞疗法引起关注的细胞。由于这些细胞的移植可以分化成骨骼组织，例如骨骼及软骨，因此它们可以有效地用于修复和治疗受损的骨骼组织。

间充质干细胞(MSCs，Mesenchymal stem cells)是自我更新的细胞，可以分化成成骨细胞、脂肪细胞及软骨细胞等间充质型细胞。间充质干细胞已在各种条件下用于临床试验，并已尝试用于外伤、骨骼疾病、作为骨髓移植的副作用的植入物抗宿主疾病(graftversus host disease)、心血管疾病、自身免疫性疾病、肝病等。但是，存在一个局限性，即，很难获得治疗应用所需的足够量的间充质干细胞。此外，间充质干细胞本身不会在没有预分化过程(predifferentiation process)的情况下，直接分化成这些组织，该过程不会在试管中预先通过生长因子或维生素将它们分化成骨骼、软骨和脂肪。已经指出，间充质干细胞具有通过刺激内源性干细胞而不是直接分化成包括肌肉骨骼细胞的间质组织来刺激内源性干细胞的间接功能(Stem Cells Transl Med.6(6)：1445-1451，2017)。

因此，在克服间充质干细胞的局限性的同时，对可在体内直接分化成包括软骨内骨化的骨骼、软骨、韧带、肌肉的细胞的研究需求也在增加。

上述被描述为背景技术的内容仅出于改善对本发明背景技术的理解的目的，并且不应被视为承认它们对应于本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

技术问题

本发明人通过确认如下的内容完成了本发明：可以从人类胚胎干细胞(hESC)或人诱导的多能干细胞(hiPSC)诱导人类肌肉骨骼系统干细胞(hMSSC)，上述肌肉骨骼系统干细胞可以通过软骨内骨化分化成骨骼，不仅可以分化成骨骼，还可以分化成软骨、肌腱、肌肉等肌肉骨骼组织。

因此，本发明的目的在于，提供用于诱导分化成肌肉骨骼系统干细胞的分化诱导用培养基组合物。

本发明的再一目的在于，提供包括在上述培养基培养胚胎干细胞或诱导性多能干细胞的步骤的肌肉骨骼系统干细胞的制备方法。