用于培养和移植器官类器官的脱细胞器官组织衍生支架及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于培养和移植器官类器官的脱细胞器官组织衍生支架及其制造方法。官的脱细胞器官组织衍生支架及其制造方法。官的脱细胞器官组织衍生支架及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于培养和移植器官类器官的脱细胞器官组织衍生支架及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于培养和移植器官类器官的脱细胞器官组织衍生支架及其制造方法。

技术介绍

[0002]有关用于培养和移植肠类器官的脱细胞肠组织衍生支架及其制造方法而言，基于干细胞的肠类器官是迄今为止构建的体外模型中能够最有效地实现人体肠组织结构及功能的模型，能够在疾病模型、新药开发、移植治疗等方面具有无限的潜力，因此高效的三维类器官的制造、培养和移植技术受到了很多关注。
[0003]大多数肠类器官的研究中使用了基于从裸鼠的肉瘤(sarcoma)中提取的称为基质胶(Matrigel)的天然高分子物质的培养支架。基质胶含有丰富的细胞外基质成分，因此可以使各种种类的组织类器官生长，但在进行培养时，具有无法正常提供组织特异性微环境的限制。
[0004]实际上，在体内，肠干细胞在不断地与组织特异性细胞外液(tissue
‑
specific extracellular fluid)和组织特异性细胞外基质(tissue
‑
specific extracellular matrix)相互作用的同时生长和变化。在利用这种干细胞来制造肠类器官时，虽然通过组织培养液来模拟组织特异性细胞外液环境的培养方案比较成熟，但是目前为止，针对能够提供组织特异性细胞外基质环境的方法的研究微乎其微，并且为了培养肠类器官而依然仅依赖于基质胶。因此，由于在基质胶中培养的肠类器官缺乏肠组织特异性细胞外基质环境，需要进一步增强结构和功能的发育和成熟。
[0005]此外，基质胶是从鼠的肉瘤中提取的物质，因此当进行在其中所培养的类器官的移植治疗时，存在感染、转移动物病原菌和病毒的可能性，并且存在可能诱发严重的免疫反应的风险，从而难以在类器官移植等用于细胞治疗和组织再生的临床研究中应用。此外，由于基质胶是一种价格昂贵的产品并且成本较高，因此在用于新药开发的基于类器官的药物筛选等需要大量的培养支架的情况下，难以应用。因此，由于目前依赖基质胶的肠类器官培养方式，肠类器官的基础研究和应用研究受到很大限制。
[0006]为了解决这种问题，本专利技术通过对猪小肠进行脱细胞来开发了模拟肠组织人工支架，其具有肠组织特异性细胞外基质的固有成分和特征。经证实，通过利用脱细胞肠组织衍生水凝胶支架的三维肠类器官培养，可以实现肠类器官的增殖和稳定维持，并且增强了类器官的分化、发育和功能。
[0007]本专利技术中开发的支架仅利用了在猪小肠中去除所有细胞成分的纯肠组织特异性细胞外基质成分，因此能够解决：作为现有的类器官培养支架的基质胶所具有的缺乏组织特异性的问题；诱发感染和免疫反应的风险等问题。与昂贵的基质胶相比，猪小肠组织在经济性方面也非常有利。
[0008]并且，有关用于培养和移植胃类器官的脱细胞胃组织衍生支架及其制造方法而
言，最近备受关注的类器官作为可应用于新药筛选、药物毒性评价、疾病建模、细胞治疗剂等各种应用领域的组织类似物，属于在全世界范围内迅速发展的技术。
[0009]如脑、肠、肝、胃等不同器官存在多种类器官，迄今为止，在世界范围内研究其的许多研究团队为了培养类器官，将基质胶产品作为培养支架来使用。然而，由于基质胶是从鼠的肉瘤中提取的细胞外基质成分，因此难以均匀地保持产品的品质，并且价格昂贵，在动物感染性细菌和病毒的转移等安全性方面存在问题，从而作为类器官培养系统的基质胶有许多需要解决的问题。特别地，作为源自癌组织的材料，无法提供用于培养特定组织类器官所需的最佳组织特异性微环境。尽管已经进行了一些关于开发基于聚合物的水凝胶来替代基质胶的研究，但是至今没有报道关于能够替代基质胶水平的材料。
[0010]胃类器官可以通过从胃组织中提取干细胞并对其进行三维培养的方法来生产。通过利用基本报道的基质胶的方案来培养的胃类器官具有在保持增殖能力的同时可以长期进行培养的优点，但是存在如下问题：难以分化为构成胃组织的多种细胞中的如壁细胞(Parietal cell)和主细胞(Chief cell)等具有重要功能的细胞。因此，需要开发一种新型培养材料技术，其能够制造在结构和功能上比现有的基于基质胶的培养系统更成熟和发达的胃类器官。
[0011]此外，针对胃溃疡和胃癌切除后等发生大量的组织损伤的疾病，仅靠药物治疗具有局限性，因此需要开发一种从本质上能够使组织再生的细胞治疗和组织工程学技术。胃类器官包括多种细胞(包含实际存在于胃组织的干细胞)，因此基于类器官的移植和治疗备受关注。但是，开发一种能够增强类器官有效地移植和植入到生物体内的移植用材料也是必要的。
[0012]本专利技术通过脱细胞过程从猪胃组织制造了一种基于脱细胞胃组织衍生细胞外基质成分的水凝胶支架，并提出了将其适用于胃类器官培养的新型培养平台。所开发的脱细胞组织衍生支架可以容易地以较低的费用大量制造，并包含多种胃组织特异性细胞外基质和生长因子，从而可以提供胃类器官特异性三维微环境。所开发的支架可以使胃类器官的形成和增殖水平与现有的基质胶相似，并验证了能够进一步增强向胃组织特异性细胞的分化及功能。进而，脱细胞支架提高了胃类器官移植到受损胃组织内的效率以及胃类器官的植入，从而显示出用作类器官移植用材料也具有较高的可应用性。
[0013]有关用于培养和移植肝类器官的脱细胞肝组织衍生支架及其制造方法而言，最近备受关注的类器官作为可进行新药筛选、药物毒性评价、疾病建模、细胞治疗剂、组织工程学等各种临床应用的组织类似物，属于在全世界范围内迅速发展的技术。类器官不仅由在三维结构体中构成人体特定器官和组织的多种细胞组成，而且能够实现它们之间的相互作用，因此，与如细胞系模型或动物模型等以前主要使用的药物评价模型相比，可以用作更加准确的体外模型平台。
[0014]不同器官存在多种类器官，迄今为止，在世界范围内研究其的许多研究团队为了培养类器官，将基质胶产品共同作为培养支架来使用。然而，由于基质胶是从鼠的肉瘤中提取的成分，因此难以均匀地保持产品的品质，并且价格昂贵，在动物感染性细菌和病毒的转移等安全性方面存在问题，从而作为类器官培养系统的基质胶有许多需要解决的问题。特别地，作为源自癌组织的材料，无法提供用于培养特定组织类器官所需的最佳组织特异性微环境。尽管已经进行了一些关于开发基于聚合物的水凝胶来替代基质胶的研究，但是至
今没有报道关于能够替代基质胶水平的材料。
[0015]肝类器官是通过如下方法来制造：从肝组织中提取成体干细胞并进行培养，或将如人诱导多能干细胞或胚胎干细胞的全能干细胞分化为肝细胞并进行培养。由于基质胶无法实现体内复合肝组织特异性微环境，因此需要改善肝类器官的分化效率及功能。因此，迫切需要开发一种用于制造更加成熟和功能性更强的肝类器官的培养系统。
[0016]此外，对于如肝纤维化、肝炎、肝硬化及肝癌等发生大量的细胞损耗及肝功能低下的难治性肝疾病，难以用药物来治疗，因此从本质上需要一种能够使肝组织再生的治疗技术。肝类器官包含多种肝组织组成细胞(包含实际存在于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种支架组合物，其包含脱细胞器官组织衍生细胞外基质。2.根据权利要求1中所述的支架组合物，其特征在于，所述器官为肠、胃、肝和肺中的任意一种。3.根据权利要求1中所述的支架组合物，其特征在于，以0.01mg/mL至10mg/mL包含所述脱细胞器官组织衍生细胞外基质。4.一种支架组合物的制备方法，其特征在于，包括：步骤(a)，通过对所分离的器官组织进行脱细胞来制备脱细胞的器官组织；步骤(b)，通过对所述脱细胞的器官组织进行干燥来制备脱细胞器官组织衍生细胞外基质；以及步骤(c)，对所述干燥的脱细胞器官组织衍生细胞外基质进行凝胶化。5.根据权利要求4中所述的支架组合物的制备方法，其特征在于，所述器官为肠、胃、肝和肺中的任意一种。6.根据权利要求4中所述的支架组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中，在脱细胞化溶液中对所述器官组织进行搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜禹，金洙谦，崔利鲜，裴守汉，韩旲熏，金水兰，闵城辰，金柔欣，李珍九，
申请(专利权)人：赛拉尔研究有限公司，
类型：发明
国别省市：