干/祖细胞自我更新和分化和时钟控制基因表达的节律控制制造技术

通过提供具有节律时钟系统的适宜的细胞，并在能有效控制骨髓细胞发育、干细胞自我更新、分化和／或功能以及调控区具有Ｅ－盒序列的时钟控制基因表达的条件下，操纵节律时钟系统，控制骨髓细胞发育、干细胞自我更新、分化和／或功能以及调控区具有Ｅ－盒序列的时钟控制基因表达的方法。另外，还公开了体外的工程化组织，其中包括多个相互间密切接触以形成组织的细胞或细胞类型，这些细胞或细胞类型具有已被调控来调节组织内细胞或细胞类型的生长、发育和／或功能的节律时钟系统。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及节律(circadian)控制系统在以下方面的应用干细胞和工程化组织的体外发育、干细胞和组织发育的体内调节以及时钟控制基因表达的体外和体内控制。
技术介绍
最近已识别哺乳动物时钟系统的分子组成(Albrecht等，“两种公认的哺乳动物节律调节子mper1和mper2对光的差异应答”，Cell 911055-1064(1997)；Honma等，“哺乳动物时钟基因Clock的伴侣BMAL1在大鼠视交叉上核的节律变化”，Biochem.Biophys.Res.Commun.25083-87(1998)；Kume等，“mCRY1和mCRY2是节律时钟反馈环负肢的基本组分”，Cell98193-205(1999)；Sangoram等，“哺乳动物自调节环一种永恒的正向同源基因和mPer1相互作用并负调节CLOCK-BMAL1-诱导的转录”，Neuron211101-1113(1998)；Sun等，“RIGUI，一种公认的果蝇周期基因的哺乳动物正向同源基因”，Cell901003-1011(1997)；Tei等，“果蝇周期基因的哺乳动物同系物的节律变化”，Nature389512-516(1997)；Zylka等，“哺乳动物的3个周期同系物在视交叉节律时钟的差异光应答以及脑外不同的转录物”，Neuron201103-1110(1998))。它们由正调节子CLOCK和BMAL1以及负调节子PER1、PER2、PER3、TIM、CRY1和CRY2组成。在时钟系统，周期基因的表达受到反馈机制的控制(Dunlap，“节律时钟的分子基础”，Cell96271290(1999))。反馈控制的结果是周期基因的表达以节律方式变化。中枢节拍器位于视交叉上核，视交叉上核(“SCN”)的时钟基因的节律变化已有报道。已发现时钟基因在一些外周组织有表达，且有变化((Zylka等，“哺乳动物的3个周期同系物在视交叉节律时钟的差异光应答以及脑外不同的转录物”，Neuron201103-1110(1998))；Sakamoto等，“大鼠周期同系物(rPer2)mRNA的多组织节律表达受到哺乳动物节律时钟-大脑的视交叉上核的控制”，J.Biol.Chem.27327039-27042(1998)；Balsalobre等，“在哺乳动物组织培养细胞血清休克诱导节律基因表达”，Cell93929-937(1998))，包括肝脏、骨骼肌细胞和睾丸，表明节律时钟在至少一些外周组织存在。关于人和小鼠系统的血细胞形成的不同方面的节律已有文献报道((Laerum，“血细胞形成具有节律性”，Exp.Hematol.231145-1147(1995)；Smaaland，“细胞分裂的节律性”，Prog.Cell.Cycle.Res.2241-266(1996))。在涉及小鼠的研究中(Levi等，“小鼠骨髓集落形成细胞的节律和周期节奏影响其对抗癌剂4′-O-四氢吡喃阿霉素(THP)的耐受性”，Exp.Hematol.16696-701(1988)；Perpoint等，“重组小鼠IL-3、小鼠GM-CSF和人G-CSF在小鼠髓样祖细胞的体外时间药理学”，Exp.Hematol.23362-368(1995)；Wood等，“不同的节律时间以髓样和类红祖细胞和多能细胞集落发生以及髓前体细胞增殖动力学为特征”，Exp.Hematol.26523-533(1998)；Aardal和Laerum，“小鼠骨髓的节律变异”，Exp.Hematol.11792-801(1983)；Aardal，“小鼠集落生成细胞昼夜节律周期性的年周期变化”，Exp.Hematol.1261-67(1984))，已表明骨髓集落生成单位(CFUs)的数量，包括多能集落(CFU-GEMM)，爆发集落生成-红细胞(BFU-E)，CFU-红细胞(CFU-E)和CFU-粒细胞巨噬细胞(CFU-GM)具有集落依赖性。而且，类红和髓样谱系呈现完全不同的节律节奏，由CFU分析和细胞循环分析证实(Wood等，“不同的节律时间以髓样和类红祖细胞和多能细胞集落发生以及髓前体细胞增殖动力学为特征”，Exp.Hematol.26523-533(1998))。同样地，在人体研究中(Smaaland等，“人骨髓DNA合成呈现节律阶段依赖性”，Blood772603-2611(1991)；Abrahamsen等，“正选择人CD34+骨髓细胞的细胞得率及增殖活性对节律时间得变化”，Eur.J.Haematol.607-15(1998)；Smaaland等，“人骨髓细胞的集落-形成单位-粒细胞-巨噬细胞和DNA合成是节律依赖性的，呈现相关变异”，Blood792281-2287(1992)；Abrahamsen等，“人体类红和髓细胞生成的节律细胞循环变化”，Eur.J.Haematol.58333-345(1997))，髓细胞生成和红细胞生成均观察到DNA合成活性的明显节律变化((Abrahamsen等，“人体类红和髓细胞生成的节律细胞循环变化”，Eur.J.Haematol.58333-345(1997))。骨髓细胞CFU-GM的数量呈现明显的24小时节律并与DNA合成活性相关(Smaaland等，“人骨髓细胞的集落-形成单位-粒细胞-巨噬细胞和DNA合成是节律依赖性的，呈现相关变异”，Blood792281-2287(1992))。尽管已有许多文献报道，但控制节律变化的分子机制仍属未知。已表明永生化的SCN细胞系，如SCN2.2细胞，具有产生内源节律的能力以及象体内SCN细胞一样，通过可扩散信号赋予其它细胞节律性的能力((Allen等，“超过预定时间的变化源自永生化视交叉上核细胞的可扩散信号在培养的成纤维细胞调节节律性”，J.Neurosci.21(20)7937-43(2001))。已有大量的时钟控制基因(CCGs)被识别。包括，例如，生压素((Jin等，“调节视交叉节律时钟节律输出的分子机制”，Cell9657-68(1999))；5-羟色胺-N-乙酰转移酶(Chong等，“小鸡5-羟色胺-N-乙酰转移酶通过时钟基因异源二聚体/E盒相互作用活化的特征”，J.Biol.Chem.27532991-32998(2000))；芳基烷基氨基N-乙酰转移酶((Chen和Baler，“大鼠芳基烷基氨基N-乙酰转移酶E-盒在主从变化中的不同应用”，Mol.Brain Res.8143-50(2000))；以及激动素原2(Cheng等，“激动素原2传输视交叉上核的行为节律”，Nature417(6887)405-410(2002))。然而，这些CCGs中没有一个被表明在骨髓组织受到调节。骨髓具有自己的时钟系统还是已知的时钟元件(CCGs)在骨髓表达的问题尚待探索。因此，有必要识别骨髓是否真的在时钟系统的控制之下。如果确实如此，那么还需要进一步识别节律时钟系统的分子组成及其应用。本专利技术的目的就是解决这些问题以及现有技术中的其它缺陷。专利技术概述一方面，本专利技术涉及控制骨髓细胞发育的方法，包括提供具有节律时钟系统的骨髓细胞以及在能有效控制骨髓细胞发育的条件下操纵节律时钟系统。另一方面，本专利技术涉及控制干细胞自我更新、分化和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
控制骨髓细胞发育的方法，所述方法包括：提供具有节律时钟系统的骨髓细胞，以及在能有效控制骨髓细胞发育的条件下操纵节律时钟系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JHD吴，YG陈，A曼塔拉里斯，M赫克曼，
申请(专利权)人：罗切斯特大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]