包含肝脏类器官的肝脏支持系统及其制造和使用方法技术方案

本文公开了使用肝脏类器官的生物人工肝脏系统(“BAL”或“肝脏辅助装置”)。所公开的系统可用于向有需要的个体，特别是肝功能受损的个体提供疗效。所述系统可包括体内或体外组件，其中使用所公开的系统向个体提供肝功能。其中使用所公开的系统向个体提供肝功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含肝脏类器官的肝脏支持系统及其制造和使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年9月27日提交的，标题为《包含肝脏类器官的肝脏支持系统及其制造和使用方法(Liver Support System Comprising Liver Organoids and Methods of Making and Using Same)》的美国临时申请序列号62/737,261的优先权和权益，该临时申请的内容在此全部引入并用于所有目的。

技术介绍

[0003]由于肝功能衰竭而进入重症监护室的大多数患者不能存活。据报道死亡率高达80
‑
90％。迄今为止唯一可用的治疗是进行肝移植。然而，用于移植的肝脏可能不能立即获得，或者在某些情况下患者可能不具备移植资格。
[0004]为了治疗肝病，例如急性肝功能衰竭和慢性肝病(例如肝细胞癌和肝硬化)，已经提出了各种方法，包括肝细胞移植、肝脏支持系统和3D器官打印。目前，肝细胞是辅助有需要的患者的受损肝功能的体外装置中使用的最有发展潜力的肝脏细胞来源。然而，迄今为止，肝细胞的使用已被证明是不足的——当与现有装置一起使用以辅助肝功能时，肝细胞的寿命短，从而限制了此类细胞类型的效用。基于生物学的细胞系统的缺乏延迟了此类系统的更广泛的临床应用，并且需要用于提供肝脏支持系统的改进方法。
[0005]虽然已经有人提出或描述了各种类型的肝脏支持系统，但是目前缺乏包含生物组件的装置。本公开解决了本领域中的上述需要中的一个或多个。

技术实现思路
/>[0006]本文公开了生物人工肝脏系统(“BAL”或“肝辅助装置”)，其可以对有需要的个体，特别是肝功能受损的个体，使用肝脏类器官来代替受损肝功能。所公开的系统可用于向有需要的个体，特别是肝功能受损的个体提供疗效。所述系统可包括体内或体外组件，其中个体的受损的肝功能由所公开的包含肝脏类器官的系统提供。
附图说明
[0007]本领域技术人员将理解，下面描述的附图仅用于说明目的。附图不打算以任何方式限制本专利技术教导内容的范围。
[0008]图1示出了用于由iPSC产生类器官和使用类器官生长培养基改善细胞增殖以及在由iPSC形成的类器官中表达各种基因的示范性方案。
[0009]图2描绘了使用类器官生长培养基从原始样本产生类器官。
[0010]图3描绘了来自原代细胞的类器官的基因表达分析。
[0011]图4描绘了使用Matrigel包埋方法和微孔网方法从iPSC形成类器官。
具体实施方式
[0012]定义
[0013]除非另有说明，否则术语应根据相关领域的普通技术人员的常规用法来理解。如果发生冲突，以本文件(包括定义)为准。示范性的方法和材料描述于下文，但与本文描述的那些类似或等同的方法和材料可用于本专利技术的实践或测试。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献均以全文引用的方式并入。本文公开的材料、方法和实例仅是说明性的，而不打算是限制性的。
[0014]如本文和所附权利要求书中所用，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指示。因此，例如，提及“一种方法”包括多种这样的方法，提及“一种剂量”包括提及本领域技术人员已知的一种或多种剂量及其等价物，等等。
[0015]术语“约”或“大约”是指在由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差范围内，该误差范围将部分取决于如何测量或确定该值，例如测量系统的局限性。例如，根据本领域的实践，“大约”可以表示在1个或1个以上的标准偏差内。或者，“大约”可以表示给定值的高达20％，或高达10％，或高达5％，或高达1％的范围。或者，特别是就生物系统或过程而言，该术语可以表示在数值的一个数量级内，优选地在数值的5倍内，更优选地在数值的2倍内。在本申请和权利要求书中描述特定值的情况下，除非另有说明，否则应假定术语“约”在特定值的可接受误差范围内。
[0016]术语“个体”、“宿主”、“受试者”和“患者”可互换使用，是指作为治疗、观察和/或实验的对象的动物。通常，该术语是指人类患者，但是该方法和组合物同样适用于非人类受试者，例如其他哺乳动物。在一些实施例中，该术语是指人。在进一步的实施例中，该术语可以指儿童。
[0017]如本文所用，术语“全能干细胞”(也称为“万能干细胞”)是能够分化成胚胎细胞和胚胎外细胞类型的干细胞。这样的细胞可以构建一个完整的、有活力的有机体。这些细胞由卵和精细胞融合产生。受精卵头几次分裂产生的细胞也是全能的。
[0018]如本文所用，术语“多能干细胞(PSC)”涵盖可分化成几乎所有身体细胞类型的任何细胞，即衍生自三种胚层(生殖上皮)中的任一种的细胞，包括内胚层(内部胃粘膜、胃肠道、肺)，中胚层(肌肉、骨、血液、泌尿生殖)和外胚层(表皮组织和神经系统)。PSC可以是植入前胚泡的内细胞团细胞的后代，或通过诱导非多能细胞，如成体体细胞，通过强迫某些基因表达而获得。多能干细胞可来源于任何合适的来源。多能干细胞来源的实例包括哺乳动物来源，包括人、啮齿动物、猪和牛。
[0019]如本文所用，术语“诱导的多能干细胞(iPSC)”，通常也缩写为iPS细胞，是指通过诱导某些基因的“强迫”表达而人工衍生自通常非多能细胞如成体体细胞的多能干细胞类型。hiPSC是指人iPSC。在一些实施例中，通过将某些干细胞相关基因转染到非多能细胞如成体成纤维细胞来获得iPSC。转染通常通过病毒载体(如逆转录病毒)实现。转染的基因包括主要的转录调节剂Oct
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3/4(Pouf51)和Sox2，尽管暗示其它基因增强诱导效率。3
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4周后，少量转染细胞开始在形态学和生物化学上变得与多能干细胞相似，并且通常通过形态学选择，倍增时间或通过报道基因和抗生素选择来分离。如本文所用，iPSC包括但不限于小鼠的第一代iPSC，第二代iPSC和人类诱导的多能干细胞。在一些实施例中，逆转录病毒系统用于使用四种关键基因(Oct3/4、Sox2、Klf4和c
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Myc)将人成纤维细胞转化为多能干细胞。在备选的实施例中，慢病毒系统用于用OCT4、SOX2、NANOG和LIN28转化体细胞。在iPSC中诱导表达的基因包括但不限于Oct
‑
3/4(例如，Pou5fl)；Sox基因家族的某些成员(例如，Sox1、
Sox2、Sox3和Sox15)；Klf家族的某些成员(例如Klf1、Klf2、Klf4和Klf5)，Myc家族的某些成员(例如C
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myc、L
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myc和N
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myc)，Nanog和LIN28。在一些实施例中，采用基于非病毒的技术来生成iPSC。在一些实施例中，腺病毒可用于将必需的四种基因运输到小鼠皮肤和肝脏细胞的DNA中，产生与胚胎干细胞相同的细胞。由于腺病毒不将其自身的任何基因与靶宿主结合，消除了产生肿瘤的危险。在一些实施例中，重编程可以在根本没有任何病毒转染系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生物人工肝脏系统(“BAL”或“肝辅助装置”)，其包含肝脏类器官和肝脏类器官支持物，其中所述肝脏类器官固定于或容纳在所述肝脏类器官支持物内。2.根据权利要求1所述的生物人工肝脏系统，其中所述生物人工肝脏系统在体外提供肝代谢功能。3.根据权利要求1或2所述的生物人工肝脏系统，其中所述生物人工肝脏系统在体内提供肝代谢功能。4.根据权利要求1至3中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述肝脏类器官从生物流体单向吸收胆汁，优选地其中所述生物流体是血液或血浆中的一种或两种。5.根据权利要求1至4中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述生物流体是血液，并且其中所述生物人工肝脏系统被植入体内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述生物人工肝脏系统包含具有少于约10％肝脏球状体，或少于约5％肝脏球状体，或少于约1％肝脏球状体，或基本上不含肝脏球状体的肝脏类器官群体。7.根据权利要求1至6中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述肝脏类器官包含腔。8.根据权利要求1至7中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述肝脏类器官衍生自前体细胞，优选地衍生自胚胎干细胞和多能干细胞中的一种或两种。9.根据权利要求1至8中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述肝脏类器官具有的胆汁清除功能持续至少30天，或至少45天，或至少50天，或至少60天，或超过60天。10.根据权利要求1至9中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述肝脏类器官在基底膜基质中培养，直到所述肝脏类器官能够单向吸收胆汁酸。11.根据权利要求1至10中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述肝脏类器官支持物能够将所述肝脏类器官维持在所需配置。12.根据权利要求1至11中任一项所述的生物人工肝脏系统，其中所述肝脏类器官支持物包含被配置成容置肝脏类器官的储存室。13.根据权利要求1至12中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：武部贵则，J，
申请(专利权)人：儿童医院医学中心，
类型：发明
国别省市：