生成菌丝体支架的方法和其应用技术

描述了用于生成用于使用数个技术的菌丝体支架的数个方法。在一个实施方式中，使用用于基于细胞的肉类技术的浸泡生物反应器系统生成菌丝体支架。在另一实施方式中，制备用于生物医学应用的菌丝体支架。菌丝体支架可由液体培养基或固体底物生成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成菌丝体支架的方法和其应用本申请为非临时专利申请并且要求于2018年11月20日提交的临时专利申请62/769,789的权益。本专利技术涉及生成菌丝体支架的方法。更具体地，本专利技术涉及生成生物相容的和生物可降解的菌丝体支架的方法。
技术介绍
如已知的，丝状真菌包括称为菌丝的丝状细胞的交联网络，其经极化顶端延伸和分支形成(增加生长顶端的数量)而扩展，这等同于动物和植物中的细胞分裂。见，GriffinD，TimberlakeW，CheneyJ.，Regulationofmacromolecular，colonydevelopmentandspecificgrowthrateofAchlyabisexualisduringbalancedgrowth.JournalofGeneralMicrobiology80，381-388.(1974)。菌丝顶端延伸可显示许多趋性(正趋性或负趋性)，包括向地性、自趋性和趋电性，其修饰足够影响真菌菌体(菌丝体)和子实体(蘑菇)中有意义的组织和形态学多样性。见，Moore，FungalMorphogenesis.CambridgeUniversityPress.Cambridge，UK.(1998)。丝状真菌由它们的表型可塑性限定并且可产生二级菌丝体，基于分化的“模糊逻辑”，作为分离的“子程序”的分化表达的功能而不是被限定的途径的功能(见，Moore，ToleranceofImprecisioninFungalMorphogenesis.ProceedingsoftheFourthConferenceontheGeneticsandCellularBiologyofBasidiomycetes，13-19)，二级菌丝体可表达各种程度的分化，从复杂的生殖结构(蘑菇)到完全未分化的营养菌丝体，表示细胞密度、分支/交联频率、细胞直径分布、细胞聚集、结构各向异性和体积分数不同的各种网络形态。如2018年11月14日提交的USSN16/190,585中描述的，一种已知的生长生物聚合物材料的方法采用将包括营养底物和真菌的生长培养基在放置在密闭温育腔室中的容器中温育，空气流过各容器，同时腔室保持湿度、温度、二氧化碳和氧的预定环境。如USSN16/519,384中描述的，如USSN16/190,585中描述的一组生物聚合物材料，可被修饰以生成具有定制质地、风味和营养特征的材料，用于作为食品或组织支架。该方法涉及在生长和/或使用后处理期间来调节未分化的真菌材料的密度、形态和组成，以改善口感和/或对风味、脂肪、细胞培养物等的倾向。在一个实施方式中，改变温育腔室中的生长条件，以产生像肉的有序对齐的大分子结构，其可接着用增味剂和其他添加剂，包括但不限于蛋白质、脂肪、风味剂、芳族化合物、血红素分子、微量营养物和着色剂改进。如已知的，基于细胞的肉类技术一般采用灌注生物反应器系统，其由下述组成：悬浮反应器单元，用于牛肉肌细胞增殖、透析、氧合作用；泵，用于反应器单元和培养基进料之间的培养基循环；和支架生物反应器单元，用于产生聚集细胞团，使用或不使用聚集细胞团的机械驱动。WO2018011805A9(Nahmias)、JP6111510B1(Yi)和Byrd，Cleanmeat’spathtoyourdinnerplate，TheGoodFoodInstitute。WebsiteAccessed11/14/18，https://www.gfi.org/clean-meats-path-to-commerialization。如也已知的，用于生物医学应用的组织培养和工程化聚焦损伤的器官的产生或修复通常要求在具有特别的机械、孔隙率、生物相容性和生物可降解性特点的支架上培养给定的细胞。本专利技术的目的是利用丝状真菌的表型可塑性，以产生具有具体地靶向网络形态的真菌支架材料。本专利技术的另一目的是产生菌丝体支架，用于在用于基于细胞的肉类技术的灌注生物反应器系统中实施。本专利技术的另一目的是提供菌丝体支架，其提供优化的纤维性的复合基底，用于在悬浮培养或深层培养中哺乳动物细胞的粘附、增殖和聚集。所描述的专利技术的目的是产生具有独特的制造可塑性的生物相容的和生物可降解的菌丝体支架，允许孔隙率和结构独特地为了生物医学应用而可调。
技术实现思路
简言之，本专利技术提供了生成菌丝体支架的方法，包括下述步骤：将丝状有机体接种至培养基，所述培养基含有用于有机体的培养和生长的营养物，和将接种的培养基在限定的环境中温育足够的时间，用于真菌学生物聚合物从培养基生长，而不在其中产生菌柄、菌盖或孢子。限定的环境通常为具有85°F至95°F的温度和3％至7％的二氧化碳含量的环境。方法的特征在于真菌为生物相容的物种并且作为一片独立的(self-contained)支架，例如，以坯料的形式，从培养基去除真菌学生物聚合物的生长。其中描述的方法可用于修饰三维菌丝体基质，如“MycologicalBiopolymersGrowninVoidSpaceTooling”(US20150033620A)中描述，以产生定制的、量产非动物支架，作为独立的(stand-alone)材料，或作为用于培养非丝状次级细胞类型的结构支架。方法允许产生大的惰性组织坯料，其可被进一步修饰，以生成具有定制的质地、风味和营养特征的材料，用于生物医学应用或用作食品。方法涉及在生长和/或使用后处理期间来调节真菌菌丝基质的密度、形态和组成。该一个实施方式涉及改变温育条件，以产生像肉的有序对齐的大分子结构，其可接着用增味剂和其他添加剂(包括，但不限于蛋白质、脂肪、风味剂、芳族化合物、血红素分子、微量营养物和着色剂)改进。第二实施方式涉及在生长过程期间，通过液体沉积或固体沉积，或通过自然细胞吸收(生物吸附)(例如，增加生长培养基中的矿物质含量，以增加组织中的最终含量)，沉积增味剂和其他添加剂。第三实施方式涉及通过后处理，或改变温育条件而去除不需要的残留物(例如，臭气、影响储存稳定性的酶等)。第四实施方式涉及调节温育、合成生物学和/或后处理条件，以产生质地上像动物肉的组织(例如，经温度和气流控制和/或机械、酶或化学改变组织的结构而增加对齐和减少生长密度)。第五实施方式涉及使用该后者的组织(整体，或冲洗掉任何干扰残留物)作为三维基质，其中可支持和培养非真菌组织细胞，允许体外产生用于肉消耗，或生物医学应用的组织。使用生长条件、后加工或合成生物学可工程化该组织，以增加用于期望的细胞生长的倾向(例如，增加或减少孔隙率、增加或减少菌丝体直径、几丁质的脱乙酰作用、增强的细胞粘附位点，或通过生成更多限制营养物而改善产率等)。结合所附附图，从下述详细描述中，本专利技术的这些和其他目的和优势将变得更显而易见，其中：图1阐释了在生长期间包括分离菌丝的各向同性基质的营养菌丝体的显微照片；图2阐释了按照本专利技术的具有增加的束厚度和增加的网络各向异性分数的修饰的各向同性基质的显微照片；图3阐释了按照本专利技术的具有增加的束厚度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成菌丝体支架的方法，其包括下述步骤：将丝状有机体接种至培养基中，所述培养基含有用于所述有机体的培养和生长的营养物，和在限定的环境中将所接种的培养基温育足够的时间用于从所述培养基生长真菌学生物聚合物的生长，而不在其中产生菌柄、菌盖或孢子，特征在于真菌为生物相容的物种和作为一件独立支架从所述培养基去除真菌学生物聚合物的生长。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181120 US 62/769,7891.一种生成菌丝体支架的方法，其包括下述步骤：将丝状有机体接种至培养基中，所述培养基含有用于所述有机体的培养和生长的营养物，和在限定的环境中将所接种的培养基温育足够的时间用于从所述培养基生长真菌学生物聚合物的生长，而不在其中产生菌柄、菌盖或孢子，特征在于真菌为生物相容的物种和作为一件独立支架从所述培养基去除真菌学生物聚合物的生长。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述真菌为丝状有机体并且进一步的特征在于下述步骤：将非丝状有机体引入所述培养基中，用于所述丝状有机体和所述非丝状有机体温育和共培养成所述支架。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述非丝状有机体为牛科动物、禽类和鱼细胞系中的一种的脊索动物肌细胞。


4.根据权利要求2所述的方法，其中所述丝状有机体为硫磺菌属(Laetiporus)物种并且所述非丝状有机体为牛科动物的脊索动物肌细胞。


5.根据权利要求2所述的方法，其中所述丝状有机体为根霉菌属(Rhizopus)的腐生真菌并且所述非丝状有机体为软体动物门(Mollusca)的成肌细胞。


6.根据权利要求1所述的方法，进一步的特征在于：使所述真菌学生物聚合物生长脱细胞，以形成脱细胞的丝状支架，其后添加液体培养基，用于选择的非丝状有机体的细胞系的培养；将非丝状有机体接种至所述液体培养基中，并且使所接种的液体培养基温育足够的时间，用于所述非丝状有机体生长成细胞化的丝状支架，以形成复合细胞团块。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述培养基为生物反应器容器中的液体培养基并且进一步的特征在于：以靶向具体所得丝状小球尺寸的接种率温育所接种的培养基，所述具体所得丝状小球尺寸为下游质地和支持生长的细胞粘附而被优化；将所接种的液体培养基的粘度保持在足够将溶氧保持在用于丝状有机体培养成丝状网络的程度；并且以足够影响从所述丝状网络表达具体的三维丝状小球形态的程度搅拌所接种的培养基。


8.根据权利要求7所述的方法，进一步的特征在于下述的步骤：以逐滴方式将所接种的培养基施加至预成型的元件的表面足够的时间，用于在所述表面上形成菌丝体薄片，然后作为一件独立支架从所述元件去除所述菌丝体薄板。


9.根据权利要求7所述的方法，进一步的特征在于下述的步骤：将非丝状有机体引入至所述生物反应器容器中的所述液体培养基中，用于所述丝状有机体和所述非丝状有机体的温育和共培养。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述丝状有机体为可食用真菌，其产生有软毛的小球形态并且所述非丝状有机体为牛肌细胞。


11.根据权利要求10所述的方法，其中所述丝状有机体为硫磺菌属物种并且以靶向所得丝状小球形态的具体质地质量的比率接种至所述液体培养基，其中降低所述比...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·拜尔，G·麦金太尔，P·米勒，M·奥布莱恩，D·沙克，J·维尼斯基，A·卡尔顿，
申请(专利权)人：生态创新设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US