[发明专利]肝类器官组合物以及其制备和使用方法

说明书

公开了诱导从如iPSC细胞等前体细胞形成肝类器官的方法。所公开的肝类器官可以用于筛选严重不良事件(SAE)，如肝衰竭和/或药物诱发的肝损伤(DILI)和/或药物毒性。所公开的肝类器官还可以用于治疗患有肝损害的个体或用于识别优选的治疗剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月9日提交的美国临时专利申请62/517,414的优先权和权益，所述每个申请的内容通过引用以其整体并入用于所有目的。

背景技术

肝是一种重要的器官，其为生命提供许多重要的代谢功能，如外源性化合物的解毒和凝血，以及产生脂质、蛋白质、铵和胆汁。体外重建患者的肝可以提供应用，包含再生疗法、药物发现和药物毒性研究。使用肝细胞的现有方法表现出极差的功能，主要是由于缺乏必要的解剖结构，这限制了它们在制药工业中的实际应用。

由于初始筛选中识别的候选药物失败，每年因制药行业的药物开发而损失数十亿美元，并且近三分之一的药物因这种失败而退出市场(Takebe和Taniguchi，2014)。候选药物的失败导致患者治疗机会的巨大损失。临床前研究通常包括体外评估作为识别“命中”化合物的主要功效筛选，然后在体外和体内进行安全性研究以评估代谢和毒理学的机制。这种低效率可以解释为大量缺乏生理学相关的临床前模型，其在评估人类药物诱发的肝损伤(DILI)方面具有高通量，并且因此迫切需要开发用于评估大量的不断增长的化合物库的体外人工筛选模型。

原代肝细胞是高度极化的代谢细胞类型，并形成具有微绒毛衬里通道的胆小管结构，将外周循环与胆汁酸分泌途径分开。DILI的最上游方面包含药物(或其活性代谢物)通过肝细胞解毒和通过转运蛋白如多药耐药相关蛋白(MRP)转运蛋白排泄到胆小管中。这表明需要重建这些独特组织的结构，作为体内肝细胞的关键特性，用于预测DILI病理学。然而，目前的简化培养模型与使用分离的原代人肝细胞或肝细胞系和体内生理学之间的药物毒性特征存在相当大的差异，导致药物翻译失败或停药，如曲格列酮、奈法唑酮和托卡朋的情况(https://livertox.nlm.nih.gov/index.html)。因此，毒理学特性的确定主要依赖于动物作为药物开发的必要步骤，然而，由于人类与动物之间生理学上的显著差异，人类结果显著缺乏忠诚度(Leslie等人，2007；Yang等人，2014)。此外，非常罕见但仍然导致美国约10％到15％的急性肝衰竭(Reuben等人，2010)的特异性DILI(IDILI)的发病几乎无法预测(Kullak-Ublick等人，2017)。总体而言，需要有效的人类细胞模型以筛选用于测试所提出的药物的解毒和排泄的化合物。

尽管人类肝细胞分化方法从多能干细胞(PSC)逐步推进，但使用人类干细胞的培养皿中的临床试验仍然是“炒作”。[除药物筛选的功效和/或毒性外，还需要肝细胞模型例如，用于生物人工肝装置中作为移植的桥梁，并且用于精确(个性化医疗)。本公开旨在解决本领域中的上述需求中的一个或多个。

发明内容

公开了诱导从前体细胞，如iPSC细胞形成肝类器官的方法。所公开的肝类器官可以用于筛选严重不良事件(SAE)，如肝衰竭和/或药物诱发的肝损伤(DILI)和/或药物毒性。所公开的肝类器官还可以用于治疗患有肝损害的个体，或用于识别优选的治疗剂。

附图说明

本领域中的技术人员将理解，下面描述的附图仅用于说明性目的。附图不旨在以任何方式限制本教导的范围。

专利或申请文件包含至少一幅彩色附图。具有一副或多副彩色附图的本专利或专利申请公开的副本将在请求并支付必要费用后由主管局提供。