扩增造血干细胞的小分子化合物及其组合制造技术

本申请提供了用于扩增造血干细胞(HSCs)的小分子抑制剂及其组合。所述小分子抑制剂及其组合均能够很好地促进造血干细胞(HSCs)的体外扩增，同时维持造血干细胞的干性，效果优于已报道的小分子抑制剂。本申请提供的小分子抑制剂及其组合可在实现HSCs的体外扩增的同时维持HSCs较高比例的干性，为实现HSCs的临床应用奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
扩增造血干细胞的小分子化合物及其组合
本申请涉及生物医药领域，具体地，涉及一种用于扩增造血干细胞(HSCs)的小分子化合物，具体为细胞信号通路的小分子抑制剂、其组合物，以及该小分子抑制剂及其组合物在扩增造血干细胞中的用途。
技术介绍
造血干细胞(hematopoieticstemcells，HSCs)是血液系统中一群异质原始造血细胞，具有自我更新和多系分化2个重要特征。机体处于健康状态时，体内HSCs长期处于静息状态，当机体发生病变或严重失血状态时，HSCs被激活，进入自我更新、多系分化状态，维持血液系统稳定及机体稳态。HSCs自我更新特性有利于子代HSCs保持干性，而HSCs多系分化特性可使其分化成多种成熟血细胞，如髓系细胞(粒细胞、单核细胞、红细胞及血小板)，淋系细胞(T细胞和B细胞)。HSCs的特性有利于HSCs在机体需要时进行分化。HSCs的这些特性，使通过造血干细胞移植(hematopoieticstemcelltransplantation，HSCT)治疗血液系统疾病成为可能。HSCs包含长期造血干细胞(longtermHSCs，LT-HSCs)和短期造血干细胞(shorttermHSCs，ST-HSCs)。前者具有高度自我更新能力，可在机体整个生命周期进行造血重建；而后者只能在有限时间内保持造血重建功能。1959年，Thomas等人利用骨髓造血干细胞进行了人类历史上首次造血干细胞移植，在临床治疗白血病，以恢复病人体内正常造血功能。此后几十年，经过科研工作者的不断努力，造血干细胞移植不仅应用于治疗多种血液系统疾病，还被用于治疗免疫缺陷疾病、神经系统退行性疾病等。目前，HSCs主要有三个来源，骨髓(bonemarrow，BM)、动员外周血(mobilizedperipheralblood，mPB)、脐带血(umbilicalcordblood，CB)。采集骨髓造血干细胞，创伤性大，采集量不足，该方法基本被淘汰。人外周血中HSCs所占比例很低(小于0.1％)，需要用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员造血干细胞从骨髓中迁移至外周血中再进行移植，临床应用中常出现动员效果不佳、所含HSCs数量不足，致使多次动员或移植失败。而且这两种方法所采集的HSCs均需要进行供者和患者之间白细胞抗原(humanleukocyteantigen，HLA)配型。HLA配型比较困难，一旦发生错配，则会产生移植物抗宿主反应(graftversushostreaction，GVHD)。发生GVHD的患者会死于免疫系统紊乱。脐带血作为一种新的HSCs来源具有多方面优势，首先脐带血HSCs对HLA配型相合程度要求低，允许HLA部分错配，移植后GVHD发病率低，缓解了传统HSCT配型困难；其次脐带血采集方便，对供者无伤害且不存在伦理问题，HSCs造血能力强。这些优势使脐带血成为未来HSCs治疗疾病的优先来源。但由于单份脐带血细胞量少，总体HSCs数量较少，因此仅限于儿童或体重较轻的成人移植，不能满足较大体重成人的移植需求。当移植HSCs数量不足时，患者中性粒细胞恢复延迟，导致GVHD风险提高。这些都成为制约脐带血临床应用的瓶颈。总之，造血干细胞移植的安全性和有效性取决于移植的HSCs含量，若能体外扩增HSCs的数量，则可提高造血干细胞移植的成功率。研究者们不断努力，尝试探索不同方法实现造血干细胞的体外扩增。其中一种HSCs体外扩增策略是利用靶向HSCs的小分子化合物(small-moleculecompounds，SMCs)。SMCs来源易得，易于批量生产，性质稳定，结构明确，浓度方便调控，已广泛应用于医学研究中。现阶段HSCs体外扩增技术中，SMCs可显著提高HSCs扩增倍数。例如AhR芳烃受体抑制剂StemRegenin1(SR1)，是筛选出的第一个可体外扩增HSCs的SMC。嘧啶吲哚衍生物UM171也能够体外扩增HSCs，但它不是通过AhR细胞信号传导通路发挥作用。转录组分析结果表明，UM171没有下调AhR细胞信号传导通路，但抑制了红细胞、巨核细胞分化相关基因。二者组合，对HSCs的扩增倍数提高。组蛋白去乙酰酶(histonedeacetylases，HDAC)是人们已知的细胞信号传导通路。组蛋白可以通过乙酰化或去乙酰化调节调节特定基因的转录过程、细胞的增殖和分化。已有的研究结果揭示了组蛋白乙酰化在HSCs自我更新和增殖方面发挥作用。HDAC抑制剂TSA、trapoxin、chlamydocin可体外调节组蛋白乙酰化从而促进HSCs的自我更新和增殖。Src由Src原癌基因编码，是具有酪氨酸蛋白激酶活性的非受体蛋白激酶。它存在于细胞质内，可被多种细胞表面受体激活而参与介导多条细胞信号传导通路，从而调控细胞的增殖、分化等过程，是多条细胞信号传导通路的关键分子。例如Src激活后与p52Shc协同激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)细胞信号传导通路，参与MAPK下游调节细胞生长、分化过程；Src也可激活STAT细胞信号传导通路，促进相关基因的转录。迄今为止，未有研究报道Src抑制剂有助于HSCs体外扩增过程中维持干性，而在本专利技术的研究中我们发现Src抑制剂可促进HSCs的增殖并能维持HSCs的干性。尽管已经发现某些细胞信号通路的小分子抑制剂可以促进HSCs的增殖，但本领域需要继续寻找促进HSCs增殖作用更强、并且能使增殖后的HSCs维持干性的小分子化合物和实现这一目的的综合策略，以满足临床需要。
技术实现思路
本申请要解决的问题是，通过研究调控细胞信号传导通路的关键因子来筛选出促进HSCs体外扩增同时维持HSCs较高比例干性的最佳小分子化合物及其组合物，从而解决现有技术中HSCs体外扩增数量仍不足的问题。首先申请人的研究发现，作用于STAT细胞信号传导通路的Src靶点的多个小分子抑制剂可很好的维持HSCs体外培养时的干性，Src靶点在STAT细胞信号传导通路中对扩增造血干细胞，以及同时维持造血干细胞的干性起到了重要的作用，这是以往研究未被报道过的。进一步地，申请发现在HSCs体外培养过程中，HDAC抑制剂，例如SAHA、Valproicacid(VPA)，与Src靶点的小分子抑制剂的组合可很好的维持HSCs的干性，其效果远远优于与现有技术中已发现的SR1、UM171。因此，本申请一方面发现信号传导及转录激活因子(STAT)细胞信号传导通路的小分子抑制剂，例如靶向Src靶点的小分子抑制剂可以促进HSCs增殖和维持HSCs的干性特征。在一些实施方案中，本申请提供了一种促进HSCs增殖并维持HSCs干性的方法，包括使HSCs体外接触含有STAT细胞信号传导通路的小分子抑制剂或者其他细胞信号通路小分子抑制剂的培养液。在一些实施方案中，所述STAT细胞信号传导通路的小分子抑制剂为Src靶点的小分子抑制剂。在一些实施方案中，所述Src靶点的小分子抑制剂选自如下的一种或多种：Dasatinib、Quercetin、UM-164、KX2-391和KX1-004。在一些实施方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种促进HSCs增殖并维持HSCs干性的方法，包括使HSCs体外接触含有STAT细胞信号传导通路的小分子抑制剂或者其它细胞信号通路小分子抑制剂的培养液。/n

【技术特征摘要】
20191216 CN 20191129420881.一种促进HSCs增殖并维持HSCs干性的方法，包括使HSCs体外接触含有STAT细胞信号传导通路的小分子抑制剂或者其它细胞信号通路小分子抑制剂的培养液。


2.根据权利要求1的方法，所述含有STAT细胞信号传导通路的小分子抑制剂为Src靶点的小分子抑制剂。


3.根据权利要求2的方法，所述Src靶点的小分子抑制剂选自如下的一种或多种：Dasatinib、Quercetin、UM-164、KX2-391和KX1-004。


4.根据权利要求2-3任一项的方法，其中所述Src靶点的小分子抑制剂与所述其它细胞信号通路小分子抑制剂联合使用。


5.根据权利要求4的方法，其中，所述其它细胞信号通路小分子抑制剂选自以HDAC为靶点的小分子抑制剂、以PKC为靶点的小分子抑制剂和以JNK为靶点的小分子抑制剂中的一种或两种以上。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：方日国，杨卉慧，史忠玉，袁鹏飞，于玲玲，
申请(专利权)人：广州辑因医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44