[发明专利]一种将成纤维细胞转分化为腺上皮细胞的方法及其培养体系和应用

说明书

本发明涉及一种将成纤维细胞转分化为腺上皮细胞的方法及其培养体系和应用。本发明获得了具有子宫腺上皮特征并且对卵巢激素有反应的化学诱导的腺上皮细胞(ciGE)，它们可以在临床治疗中应用于子宫内膜替代等方面。通过仅使用化学分子诱导成纤维细胞获得ciGE具有几个优点，包括细胞渗透性，操作方便，无免疫原性和易于标准化，这些优点使其成为治疗绝对子宫因子不孕症(AUFI)等子宫疾病的临床应用的有吸引力的策略。此外，本发明发现了功能相关基因的上调，包括ciGE中的雌激素和孕酮反应基因，表明获得的ciGE为可扩增的功能性子宫腺上皮细胞。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种将成纤维细胞转分化为腺上皮细胞的方法及其培养体系和应用。

背景技术

在世界范围内，大约15％患有不孕不育疾病，其中由于子宫异常导致的不孕不育—绝对子宫因子不孕症(AUFI)占女性总人口的3％-5％。目前，治疗AUFI的主要方法是子宫移植(UTx)(参见M.，et al.Transplantation 102，569-577(2018))。然而，有限的器官来源及伦理问题限制了这一技术广泛的应用。人工子宫可以作为胚胎的孵化器，为子宫受损或患病的妇女带来希望。人工子宫需要完整的结构和充足的细胞来源，目前细胞来源不足阻碍了生物人工子宫的临床应用。哺乳动物子宫组织包括子宫内膜和子宫肌层，子宫内膜主要由腔上皮、腺上皮和基质细胞组成。其中腺上皮是胚胎植入必需的，它对卵巢激素如雌激素(E2)和孕酮(P4)产生响应，合成并分泌生长因子如白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，Lif)促进胚胎植入和发育。大量研究显示腺上皮的缺陷引起雌性不育。

哺乳动物子宫腺上皮(GE)是胚泡植入所必需的，其缺乏会导致不孕(参见Gu，T.P.，et al.Nature 477,606-610(7366))。GE对卵巢激素、雌激素和孕酮有反应，并诱导胚胎着床的Lif的表达(参见Carson，D.D.，et al.Dev Biol223，217-237(2000)，以及Demir，R.，et al.Placenta 23，672-684(2002))。先前已经报道了通过特定转录因子(TF)或化学分子直接重编程成纤维细胞(参见Cieslar-Pobuda，A.，et al.Biochim Biophys Acta MolCell Res 1864，1359-1369(2017)，以及Xie，X.，Y.Fu，and J.Liu.Curr Opin Genet Dev46，104-113(2017))。然而，很少有人报道通过成纤维细胞重编程获得子宫细胞。

发明内容

本发明首次利用化学方法直接将成纤维细胞转分化为腺上皮细胞。本发明开发了在体外长期扩增子宫腺上皮细胞的培养体系，可以为治疗子宫因素导致不育的小鼠模型提供细胞来源，以及为子宫的体外重建提供细胞来源。

本发明是基于发明人的以下发现而完成的：利用含有化学小分子的培养体系能够直接将成纤维细胞重编程为腺上皮细胞，进而完成了本发明。

因此，本发明涉及一种将成纤维细胞转分化为腺上皮细胞的方法，其特征在于，在诱导过程中使用脯氨酸羟化酶抑制剂。

本发明涉及一种将成纤维细胞转分化为腺上皮细胞的非治疗性的方法，其特征在于，在诱导过程中使用脯氨酸羟化酶抑制剂。

本发明还涉及一种在体外扩增子宫腺上皮细胞的培养体系，其特征在于，其中该培养体系包含脯氨酸羟化酶抑制剂。

在上述实施方案中，所述脯氨酸羟化酶抑制剂为HIF脯氨酰4-羟化酶抑制剂。

在上述实施方案中，所述脯氨酸羟化酶抑制剂为HIFα脯氨酰4-羟化酶抑制剂。

在上述实施方案中，所述脯氨酸羟化酶抑制剂为1,4-DPCA、BAY87-2243、MK-8617、JNJ-42041935中的一种或几种。其中，1,4-DPCA、BAY87-2243、MK-8617、JNJ-42041935的结构式如下所示。