[发明专利]血管类器官、产生和使用所述类器官的方法

权利要求书

1.产生人工血管类器官的方法，其包括提供能够血管分化的干细胞，刺激所述干细胞中的中胚层分化，刺激所述干细胞中的血管分化，从所述干细胞形成细胞聚集体，在胶原3D基质中包埋所述细胞聚集体，和刺激所述胶原3D基质中所述聚集体的血管分化。

2.权利要求1的方法，其中在胶原基质中包埋的所述细胞聚集体包含至少30个细胞。

3.权利要求1或2的方法，其中所述中胚层分化包括用Wnt激动剂或GSK抑制剂，优选CHIR99021处理所述干细胞。

4.权利要求1至3中任一项的方法，其中所述干细胞中的血管分化包括用VEGF，优选VEGF-A，和/或FGF，优选FGF-2，和/或BMP，优选BMP4，和/或12％(v/v)或更小的大气氧气的低氧条件处理所述干细胞。

5.权利要求1至4中任一项的方法，其中所述聚集体的血管分化包括用VEGF，优选VEGF-A和/或FGF，优选FGF-2处理所述聚集体的细胞。

6.权利要求1至5中任一项的方法，其中所述胶原3D基质包含至少50重量％的胶原；和/或其中所述胶原3D基质包含10％-50％层粘连蛋白、20％-70％胶原I和/或2％-30％胶原IV；优选进一步包含0.5％-10％巢蛋白(nidogen)，0.5％-10％的类肝素硫酸蛋白聚糖和/或0.5％-10％内功素(entactin)(全部为重量％)。

7.权利要求1至6中任一项的方法，其中所述3D基质是水凝胶，优选地具有10至30的粘弹性储能模量G’。

8.人工血管类器官培养物，其包含血管毛细血管的相互连接的网络，所述毛细血管包含内皮和具有血管周的周细胞的基底膜。

9.权利要求8的人工血管类器官培养物，其中所述类器官通过权利要求1至7中任一项的方法产生。

10.权利要求8或9的人工血管类器官培养物，其中所述毛细血管包埋于人工3D基质中，所述人工3D基质包含具有胶原的水凝胶。

11.权利要求8、9或10的人工血管类器官培养物，其中所述类器官培养物包含40至1000个血管，如通过计数个别血管和毛细血管交叉之间的血管所计数的。

12.权利要求8至11中任一项的人工血管类器官培养物，其中所述血管毛细血管具有1μm至30μm的平均直径；和/或其中内皮细胞与血管周的周细胞的比率为100:1至1:5之间；和/或其中所述血管毛细血管包含成熟的内皮细胞和/或成熟的周细胞。

13.提供具有人血管毛细血管的非人动物模型的方法，其中所述人毛细血管包括内皮和具有血管周的周细胞的基底膜，所述方法包括将权利要求8至12中任一项的人血管类器官引入非人动物中并且使所述类器官生长出其血管毛细血管的步骤，优选地，其中将所述人类器官引入所述非人动物的肾之上或之中。

14.非人动物模型，其包含插入的根据权利要求8至13中任一项的人工血管类器官培养物；或具有人血管毛细血管的非人动物模型，其中所述人毛细血管包括内皮和具有血管周的周细胞的基底膜；优选地，其中通过所述非人动物的血液循环系统灌注所述人工血管类器官培养物的血管毛细血管或所述人血管毛细血管。

15.权利要求1至14中任一项的方法或培养物或非人动物模型，其中所述血管或毛细血管经历发病机制，并且所述类器官或人动物模型是病理学模型；优选地，其中发病机制包括高血糖和/或炎症和/或其中所述病理学是糖尿病，优选地其中所述炎症包括暴露于一种或多种炎性细胞因子，优选TNF-α和/或IL-6。