[发明专利]活化态多能干细胞及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种分离的多能干细胞，其具备以下特征：

(i)具有着床后至原肠运动即将起始的哺乳动物胚胎上胚层细胞(early post-implantation epiblast)的多能性；

(ii)具有活化态(Formative)的分化功能、以及任选的形态学特征和/或基因组和/或表观修饰组特征；

(iii)可以稳定传代至少5次，例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多。

2.权利要求1所述的多能干细胞，其能分化成生殖细胞或生殖前体细胞。

3.权利要求1或2所述的多能干细胞，其能在允许多能干细胞分化的条件下分化成内胚层、外胚层或中胚层细胞，所述分化效率为至少50％，至少60％，至少70％，至少80％，至少90％或更多。

4.权利要求1-3任一项所述的多能干细胞，其能在允许多能干细胞分化的条件下分化成生殖细胞或生殖前体细胞，所述分化效率为至少10％或更高。

5.权利要求1-4任一项所述的多能干细胞，其能在施加分化条件后的五天内、四天内、三天内、两天内或一天内分化成内胚层、外胚层或中胚层细胞，所述分化效率为至少20％，至少30％，至少40％，至少50％，至少60％，至少70％，至少80％，至少90％或更高。

6.权利要求1-5任一项所述的多能干细胞，所述多能干细胞能够形成具备玫瑰花环样结构的上胚层样胚状体(epiblast-like embryoid，EpiBlastoid)。

7.权利要求1-6任一项所述的多能干细胞，其具备以下特征中的一项或多项：

(i)所述多能干细胞在选自以下的一个或多个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个、32个、33个、34个、35个、36个、37个、38个、39个、40个、41个、42个、43个、44个、45个、46个、47个、48个、49个、50个、51个、52个、53个、54个、55个、56个、57个、58个、59个、60个、61个、62个、63个、64个、65个、66个、67个、68个、69个、70个、71个)基因的表达水平上相比于胚胎干细胞中这些基因的表达水平显示至少约2倍的增加：CLDN6、WNT3、MIXL1、EOMES、、TCFL5、ZIC5、LIN28B、GRHL2、MYCN、ABHD14A、RPUSD2、MVK、SPRED2、E2F3、TFAP4、HGH1、PPIF、TFDP1、PRSS8、SLC9A3R1、IFRD2、KDF1、ARRB2、KLHL23、TSPAN5、RAB25、CLDN6、DHCR7、RBM47、KHK、SMCO4、NABP2、RBPMS2、TMEM39B、REPIN1、MVD、SOX3、RARG、TMEM30B、IGSF9、CDH24、LSS、MARVELD3、ADGRB2、EOMES、ZCCHC3、SLC39A8、ZSCAN10、FADS2、NECTIN1、SNAI3、MOXD1、MYC、PDZD4、SLC7A8、ETV4、SEPHS1、ZIC2、JPH4、TMEM125、MPLKIP、LSM2、ZIC5、SLC27A2、MMP25、DERL3、TMEM59L、EPHA1、FOXD3、ETV5；

(ii)所述多能干细胞包含至少200个、至少250个或至少300个超级共价修饰基因(super bivalent gene)；

(iii)所述多能干细胞在选自以下的一个或多个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个、32个、33个、34个、35个、36个、37个、38个、39个、40个、41个、42个、或全部43个)基因的启动子区域存在超级共价修饰(superbivalency)：HAND1、BRACHYURY/T、FOXA2、NKX2-5、PAX6、PDX1、ISL1、TCF21、LHX5、PAX2、DLX5、NR4A2；ABLIM2、ANKRD33B、BARX1、DMRT2、DMRT3、EVX1、FGFR3、FLT1、FOXC1、FOXF2、GDNF、HOXA11、HOXA3、HOXA5、HOXA6、IRX1、IRX2、KISS1R、MSX1、NFIB、NFIC、NKX3-2、NRN1、OTP、PAX5、PHOX2B、PITX3、PTGER4、SLIT2、TBX1、VLDLR；

(iv)所述多能干细胞在选自以下的一个或多个(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个或全部8个)基因的启动子区域显示相比于胚胎干细胞中相应基因的启动子区域具有升高的H3K4me3水平和/或降低的H3K27me3水平：OTX2、ZIC5、UTF1、FGF5、ZFP13、ZSCAN10、ZIC2、ESRP1。