[发明专利]用于体外规模化生产红细胞的中空纤维管和方法

说明书

本发明公开用于体外规模化生产红细胞的中空纤维管和方法。本发明的中空纤维管的直径为200‑1000μm，且设置为其内腔能够流通基础培养基和/或气体，其末端能够与基础培养基容器和/或氧气储存器连通；中空纤维管的管壁厚度为20‑80μm，且设置为允许基础培养基的成分和/或气体从中空纤维管的内腔一侧穿过管壁到达另一侧，且在中空纤维管的至少管壁外表面具有适于细胞脱核的基团。本发明的体外规模化生产红细胞的方法有利于红系祖细胞的脱核分化。

技术领域

本发明涉及有核细胞的无核化，具体涉及用于体外规模化生产红细胞的中空纤维管和方法。

背景技术

来自世界卫生组织(WHO)全球血液安全数据库的数据显示，全球每年收集9200万单位的全血捐献，每天有3.3％的医院因为血液短缺推迟手术，10.3％的医院每年至少有1天紧急手术无血可用。另外，由于艾滋病病毒感染等原因5-10％的血液输入不安全。因此，血液供给的需求在全球范围是非常紧迫的。

随着造血干细胞分化发育的研究深入，体外人工诱导造血干祖细胞扩增生产成熟红细胞逐渐成为解决输血面临困境的潜在可行的方向。目前对于体外大规模产生红细胞的研究一般在无血清培养体系中进行，这可以避免血清中一些尚未确定的物质的影响，而且完全可以避免血清中可能存在的污染源。

实现规模化生产实际所需量的红细胞的关键技术之一在于如何高效地产生完全脱核的红细胞。目前有研究在无血清培养体系中能使造血干细胞在体外持续扩增45天，细胞数目达10⁷倍，但是红细胞脱核效率低，不能满足实现所需。虽另有以基质细胞的造血支持实现了红系祖细胞的完全脱核，但这些基质细胞对于后期输血带来不利影响。

发明内容

为解决现有技术中的至少部分技术问题，本发明提供一种基于中空纤维管来提高红细胞脱核效率的方案。具体地，本发明包括以下内容。

本发明的第一方面，提供一种用于体外规模化生产红细胞的中空纤维管，所述中空纤维管的直径为200-1000μm，且设置为其内腔能够流通基础培养基和/或气体，其末端能够与基础培养基容器和/或氧气储存器连通；所述中空纤维管的管壁厚度为20-80μm，且设置为允许所述基础培养基的成分和/或气体从所述中空纤维管的内腔一侧穿过所述管壁到达另一侧，且在所述中空纤维管的至少管壁的外表面具有适于细胞脱核的基团。

在某些实施方案中，所述管壁由孔径小于0.3μm的多孔可渗透材料制成，且管壁外表面具有季铵基团。

在某些实施方案中，所述多孔可渗透材料选自聚砜、聚氯乙烯、醋酸纤维素和丙烯酸共聚物组成的组。

在某些实施方案中，所述管壁外表面的电位为1.20×10^-3至4.0×10^-3V。

在某些实施方案中，所述基础培养基选自SFEM培养基和IMDM培养基，且不含血清白蛋白。

本发明的第二方面，提供一种用于体外规模化生产红细胞的方法，其包括以下步骤：

(1)使至少部分基础培养基和/或氧气连续地从中空纤维管的内腔通过管壁进入并填充至脱核分化室；

(2)使红系祖细胞在所述脱核分化室内与所述中空纤维管的管壁外表面接触，其中在所述脱核分化室内添加有分化因子；

(3)使所述脱核分化室内产生的废物随至少部分培养基一起通过管壁进入至所述中空纤维管的内腔，并流出至所述脱核分化室外。

在某些实施方案中，所述步骤(1)-(3)同时进行。

在某些实施方案中，所述分化因子包括Epo、铁饱和的转铁蛋白和IGF-l。