用于细胞重编程的组合物和方法技术

本文公开了用于重编程诱导性多能干细胞的组合物和方法，例如从始发的状态到原始状态。本文进一步公开了通过使干细胞与另一干细胞群体接触来制备所述重编程的诱导性多能干细胞的方法。细胞的方法。细胞的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于细胞重编程的组合物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年5月31日提交的美国临时专利申请第62/855,548号的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
[0003]序列表参考
[0004]本申请与电子格式的序列表一起提交。序列表以名为CHMC63_021WOSeqListing.TXT的文件形式提供，该文件于2020年5月28日创建并最后修改，其大小为3,318字节。电子序列表中的信息通过引用以其整体并入本文。


[0005]本公开的方面通常涉及重编程的诱导性多能干细胞的组合物及其制备方法。

技术介绍

[0006]在细胞命运重编程方面已经取得了显著的进展，包括由转录因子过表达、核移植和细胞融合介导的方法。然而，重编程细胞的表观遗传和表型状态是高度可变的，限制了重编程细胞在生物医学应用中的实用性。例如，依赖于克隆的变异性(或分化偏差)限制了一些重编程方案的效率。此外，一些iPSC难以分化。目前需要更稳健和可再现的策略来稳定可变的重编程状态，以应用于精准医学、药物筛选和细胞疗法。

技术实现思路

[0007]细胞命运重编程是分子生物学中的一个重要目标，为实现疾病建模、药物发现和再生医学提供了希望。重编程需要显著改变特定于所需细胞类型的基因表达特征。这以前通过不同的实验方法实现：核移植、细胞融合、转录因子基因转导和小分子。如本文所公开的，通过采用实验性共培养模型，在原始多能干细胞群体存在的情况下，处于始发(primed)的多能状态的细胞(例如人类细胞)可以被重新编程为原始样状态。重要的是，这种独特的细胞间mRNA交换现象(占受体转录组的可测量部分)不需要手动转移常规的重编程因子。该过程主要是由直接细胞接触驱动的，可能是通过连接至相邻细胞的纳米管，而不是其他间接机制。
[0008]本公开的一些方面涉及重编程细胞的方法。在一些实施例中，所述方法包括在体外使受体细胞与供体细胞接触。在一些实施例中，接触导致一种或多种细胞内组分从供体细胞转移到受体细胞。在一些实施例中，受体细胞是多能干细胞(PSC)。在一些实施例中，受体细胞是始发的PSC。在一些实施例中，受体细胞是诱导性多能干细胞(iPSC)。在一些实施例中，受体细胞是始发的诱导性多能干细胞。在一些实施例中，受体细胞是哺乳动物细胞。在一些实施例中，受体细胞是小鼠细胞。在一些实施例中，受体细胞是人类细胞。在一些实施例中，受体细胞是人类诱导性多能干细胞(hiPSC)。在一些实施例中，受体细胞是始发的hiPSC。
[0009]在一些实施例中，受体细胞是外胚层衍生的干细胞(EpiSC)。在一些实施例中，受
体细胞是处于始发状态的细胞。在一些实施例中，受体细胞表达始发的转录因子和/或始发的细胞表面标记物。在一些实施例中，但不受任何作用机制的限制，供体细胞在其表面上包含隧道纳米管(TNT)或细胞导管(cytonemes)。在一些实施例中，供体细胞是PSC。在一些实施例中，供体细胞是iPSC。在一些实施例中，供体细胞是哺乳动物细胞。在一些实施例中，供体细胞是小鼠细胞。在一些实施例中，供体细胞是人类细胞。在一些实施例中，供体细胞是hiPSC。在一些实施例中，供体细胞是原始PSC。在一些实施例中，供体细胞是原始iPSC。在一些实施例中，供体细胞是原始hiPSC。在一些实施例中，供体细胞是胚胎干细胞。在一些实施例中，供体细胞是小鼠胚胎干细胞(mESC)。在一些实施例中，供体细胞是原始mESC。在一些实施例中，供体细胞是小鼠EpiSC。在一些实施例中，供体细胞是处于原始状态的细胞。
[0010]在一些实施例中，供体细胞表达原始的转录因子和/或原始的细胞表面标记物。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞在培养基中接触。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞在原始维持培养基中培养。在一些实施例中，培养基是RSet培养基、原始人类干细胞(NHSM)、5i培养基、4i培养基、3i培养基、不依赖饲养层的原始胚胎(FINE)培养基、mTeSR培养基、具有基质胶(Matrigel)的mTeSR培养基、PXGL培养基、N2B27培养基、N2培养基、养基、具有基质胶(Matrigel)的mTeSR培养基、PXGL培养基、N2B27培养基、N2培养基、培养基、2i培养基或含有明胶的2i培养基。在一些实施例中，培养基包含GSK3抑制剂、MAPK抑制剂、LIF、JNK抑制剂、p38抑制剂、bFGF或TGF
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β中的一种或多种(例如至少1、3、5种)。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞不与饲养细胞一起培养。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞与饲养细胞一起培养。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞不与HDAC抑制剂接触或一起培养。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞以一定比率培养，所述比率为、为约、为至少、为至少约、为不超过或者为不超过约1％:99％、5％:95％、10％:90％、15％:85％、20％:80％、25％:75％、30％:70％、35％:65％、40％:60％、45％:55％、50％:50％、55％:45％、60％:40％、65％:35％、70％:30％、75％:25％、80％:20％、85％:15％、90％:10％、95％:5％或99％:1％，或由上述比率中的任何两个定义的范围内的任何比率，例如1％:99％至99％:1％、10％:90％至90％:10％、20％:80％至80％:20％、30％:70％至70％:30％、40％:60％至60％:40％、45％:55％至55％:45％、1％:99％至50％:50％或50％:50％至99％:1％。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞以一定比率培养，所述比率为、为约、为至少、为至少约、为不超过或者为不超过约20％:80％、40％:60％、45％:55％、50％:50％、55％:45％、60％:40％或80％:20％。在一些实施例中，供体细胞和受体细胞以一定比率培养，所述比率为、为约、为至少、为至少约、为不超过或者为不超过约50％:50％(1:1)。在一些实施例中，被转移的细胞内组分包括RNA、DNA、核酸、蛋白质、多肽、肽或细胞器，或其任何组合。在一些实施例中，被转移的细胞内组分选自RNA、DNA、核酸、蛋白质、多肽、肽和细胞器中的一种或多种(例如至少1、3、5种)。在一些实施例中，细胞内组分是RNA。在一些实施例中，细胞内组分是mRNA、ncRNA、lncRNA、miRNA、piRNA、siRNA或shRNA，或其任何组合。在一些实施例中，但不受任何作用机制的限制，供体细胞通过隧道纳米管或细胞导管转移细胞内组分。在一些实施例中，在接触后，受体细胞包含来自供体细胞的异种的外源性mRNA。在一些实施例中，在接触后，受体细胞包含来自供体细胞的同种异体或自体的外源性mRNA。在一些实施例中，在接触后，受体细胞包含编码多个基因的外源性mRNA，所述多个基因为、为约、为至少、为至少约、为不超过或者为不超过约100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000、5000、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】1.一种方法，其包括在体外使受体细胞与供体细胞接触，其中所述接触导致细胞内组分从所述供体细胞转移到所述受体细胞。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述受体细胞是多能干细胞(PSC)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述受体细胞是表达始发(primed)的转录因子和/或始发的细胞表面标记物的处于始发状态的细胞。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受体细胞是始发的人类诱导性多能干细胞(“始发的hiPSC”)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞在其表面上包含隧道纳米管(TNT)或细胞导管。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞是表达原始转录因子和/或原始细胞表面标记物的处于原始状态的细胞。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞是原始的小鼠胚胎干细胞(原始的mESC)。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞和所述受体细胞在培养基中接触。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞和所述受体细胞以至少20％:80％的比率培养。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞和所述受体细胞以50％:50％或约50％:50％的比率培养。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述细胞内组分选自RNA、蛋白质和细胞器中的一种或多种。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述细胞内组分是RNA。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述RNA是mRNA、ncRNA、lncRNA、miRNA、piRNA、siRNA或shRNA。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞通过TNT或细胞导管来转移所述细胞内组分。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞和受体细胞在缺氧条件下接触。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述缺氧条件是5％的O2或约5％的O2。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述供体细胞和受体细胞在应激物条件下接触，其中所述应激物条件选自与细胞毒性化合物接触、缺氧、非生理温度、非生理pH、电穿孔或其任何组合。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述细胞在37℃或约37℃下接触或生长。19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受体细胞和所述供体细胞以直接接触方式培养。20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述供体细胞和所述受体细胞未用转移小室分离。21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细
胞表达或上调包含CD130、CD77、CD7、CD75或F11R中的一种或多种的原始干细胞标记物的表达。22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞表达或上调包含CD130或CD77中的一种或多种的原始干细胞标记物的表达。23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞表现出包含CD90、HLAABC、CD24、CD57或SSEA4中的一种或多种的始发的干细胞标记物的下调。24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞表现出包含CD90或HLA
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ABC中的一种或多种的始发的干细胞标记物的下调。25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞表达或上调包含KLF4、KLF5、KLF17、TFCP2L1、DNMT3L、DPPA3、DPPA5、PRDM14、SALL4、ESRRB、TFAP2C或TBS中的一种或多种的原始多能性标记物的表达。26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞表达或上调包含DPPA3、TFCP2L1、DNMT3L、KLF4和KLF17中的一种或多种的原始多能性标记物的表达。27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞表现出包含ZIC2、ZIC3、OTX2、DUSP6、FOXA2或XIST中的一种或多种的始发的多能性标记物的下调。28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞表现出包含DUSP6、THY1中的一种或多种的始发的多能性标记物的下调。29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行所述接触步骤直到所述受体细胞形成圆顶形的原始受体细胞集落。30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括使所述供体细胞或受体细胞中的一者或两者与选自由以下组成的群组中的至少一种药剂接触：白藜芦醇、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、姜黄素、染料木素、激活素
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A、Wnt
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3a、丁酸钠、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、制瘤素M(OSM)、地塞米松(DEX)、肝细胞生长因子(HGF)、CHIR
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99021、毛喉素、Y
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27632(ROCK抑制剂)、(s)
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(
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)
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blebbistatin、IWP2、A83
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01、LY294002、SB
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431542、NVP
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BHG、环巴胺
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KAAD、PD
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0325901、FGF4、LDN
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193189、胰岛素样生长因子(IGF)、骨形态发生蛋白2(BMP2)、转化生长因子β2(TGF
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β2)、BMP4、FGF
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7、血小板衍生的生长因子(PDGF)β3、表皮生长因子(EGF)、醋酸艾塞那肽
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4(exendin
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4)、人神经调节蛋白(hHRG)β3、视黄酸(RA)、L
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抗坏血酸2
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磷酸(AA2P)、抗坏血酸、胰岛素
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转铁蛋白
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硒乙醇胺溶液(ITS
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X)、胰岛素、利福平、青霉...

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