[发明专利]脊髓OLIG2+神经祖细胞诱导及自我更新培养体系、诱导方法及应用

说明书

本发明涉及脊髓OLIG2supgt;+/supgt;神经祖细胞诱导及自我更新培养体系、诱导方法及应用，培养体系包含基础培养基以及与之分别组合使用的诱导分化因子和体外维持因子，其中，诱导分化因子至少包括0.01‑50μM GSK3抑制剂、0.01‑500μMTGFβ抑制剂以及0.01‑500μMBMP抑制剂；体外维持因子包括0.01‑50μMGSK3抑制剂、0.01‑500μMTGFβ抑制剂、0.01‑5000ng/mL Sonic Hedgehog、0.01‑20μMSmoothened激动剂、0.01‑500ng/mLEGF家族生长因子、0.01‑500ng/mL FGF家族生长因子、0.01‑500μMBMP抑制剂、0.01‑50μMJAK1/2抑制剂、0.01‑10000nMSrc激酶抑制剂和0.01‑50μMRetinoicAcid。

技术领域

本发明涉及生物医药工程技术领域，涉及一种能够在体外获得人多能干细胞来源的脊髓OLIG2⁺神经祖细胞并维持其稳定自我更新的培养体系、诱导方法及应用。

背景技术

人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)是源自胚胎内细胞团的一种可以维持在体外稳定自我更新并保留多向分化潜能的人多能干细胞(humanpluripotent stemcells,hPSCs)。理论上，通过在体外模拟细胞的发育历程，hESCs可以被定向诱导分化为人体三个胚层中的任意一种类型的细胞。正因为如此，定向诱导hESCs获得特定目的细胞在疾病细胞治疗、药物筛选以及发育生物学研究上都有着非常广泛的应用前景。

在胚胎的发育过程中，pMN区(motoneuron progenitor domain)是脊髓腹侧的一个特定区域，该区域内的细胞特异性表达转录因子OLIG2(oligodendrocytetranscription factor2)。在人体的发育的过程中，该区域的OLIG2⁺神经祖细胞首先分化产生负责控制机体骨骼肌运动的脊髓运动神经元；之后，OLIG2⁺神经祖细胞又会分化为脊髓大部分的少突胶质细胞前体细胞(oligodendrocyte precursor cells,OPCs)，而这些OPCs会在随后的发育过程中分化成熟为负责脊髓中髓鞘形成的少突胶质细胞。

不论是脊髓运动神经元还是少突胶质细胞出现异常，都会导致复杂疾病的发生，严重降低患者生活质量甚至导致患者死亡。而目前针对以上复杂的疾病临床上尚无特效的治疗办法。随着对多能干细胞研究的开展，在脊髓损伤动物模型中移植hPSCs来源的脊髓神经干细胞和在脱髓鞘疾病动物模型中移植hPSCs来源的OPCs均能够有效缓解实验动物的临床症状，改善其多项生理功能，显示了hPSCs巨大的临床转化潜力。

在基础研究中，人们对于调控OLIG2⁺神经祖细胞在后续发育过程中命运决定的具体调控机制尚不十分清楚，仍需要可稳定自我更新的OLIG2⁺神经祖细胞作为模型以解决这一基础的生物学问题。而通过hESCs获得可在体外稳定自我更新的脊髓OLIG2⁺神经祖细胞，一方面可以在短时间内分化为可供细胞治疗使用的目的细胞以推动临床转化应用，另一方面由于该细胞兼备神经元及少突胶质细胞的分化潜能，也可以作为研究细胞命运决定调控机制的细胞模型以解决尚不明确的生物学问题。因此，获得hPSCs来源的可于体外稳定自我更新的脊髓OLIG2⁺神经祖细胞不论是对于临床转化应用还是基础研究都有重要的意义。

而目前，本领域尚无法于体外得到可以稳定自我更新的脊髓OLIG2⁺神经祖细胞，而这无疑给细胞治疗等临床转化应用以及相应的基础研究带来了一定的阻碍和困扰。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，针对目前尚无法于体外得到可以稳定自我更新的脊髓OLIG2⁺神经祖细胞提供了一种初步的解决办法，从而获得人多能干细胞来源的脊髓OLIG2⁺神经祖细胞，并维持其稳定自我更新。