年轻化非多能性细胞及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及细胞领域。具体而言，本发明专利技术涉及一种年轻化、非多能性细胞，产生所述年轻化、非多能性细胞的方法，以及所述细胞的应用。以及所述细胞的应用。

【技术实现步骤摘要】
年轻化非多能性细胞及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及非多能性细胞领域。具体而言，本专利技术涉及一种年轻化非多能性细胞的方法，以及所述细胞在细胞移植、组织修复和/或组织再生细胞治疗和基因治疗的用途。

技术介绍

[0002]衰老与组织的进行性退化有关，这对重要器官的结构和功能有负面影响，是大多数慢性病最重要的已知危险因素之一。鉴于世界上60岁以上人口的比例将在未来40年内翻倍，与年龄相关的慢性疾病发病率的增加将给医疗资源带来巨大负担。衰老的特点是损伤的逐渐累积，导致生理完整性的丧失、功能受损和死亡的脆弱性增加。衰老过程影响整个有机体，包括人类生殖系。在经历二十年或以上的活跃代谢后，包括人类生殖系在内的所有人类细胞都会积累分子损伤，例如经过修饰的长寿蛋白质、遗传和表观遗传突变、代谢副产物以及其他与年龄相关的有害变化，然后才能产生再次年轻化的后代。最近，通过使用表观遗传时钟的概念，科学家们观察到在早期胚胎发生期间，细胞的生物年龄显著降低，即发生了一次年轻化事件(Kerepesiet al.，2021)。
[0003]然而这过程中所涉及的通路和因子对于体外非多能性细胞的影响，仍然是个谜。在生物学中，虽然有很多促进生长、增殖和再生因子曾被报道过，但是这些因子一般上都不具备逆转衰老、耗竭、无能性、表观时钟的功能。尽管我们对多能性、重编程和转分化的理解有了巨大的进步，但是我们对成体干细胞、体内祖细胞或非多能性细胞的年轻化和/或延长自我更新能力的分子基础仍然知之甚少。尤其是，我们仍然还没有发现任何一个可以使体细胞部分年轻化的因素或因子。

技术实现思路

[0004]本申请的专利技术人经过大量实验和反复摸索，获得了一种年轻化的非多能性细胞，以及其制备方法和试剂，以及其细胞和试剂在细胞治疗的应用。通过一项令人惊讶的发现，专利技术人发现，在非多能性细胞调控以上过程所涉及的某些通路和基因，不仅能够使非多能性细胞部分逆转细胞衰老、耗竭、无能性、表观时钟、生物年龄，也能够让非多能性细胞延长自我更新能力和细胞寿命。
[0005]年轻化非多能性细胞、细胞群和药物组合
[0006]本申请提供一种分离的、工程化非多能性细胞，其具备以下特征：
[0007](i)其Bcl11a、Fgf5、Wnt3、Batf3、Lin28a、Lin28b、Dnmt3b、Arid3c、Bcl11b、Lmo2、Grhl2、Zic5、Foxr2、Hif3a、Zic2、Pbx1、Snai3、Zfp946、Mettl20、Hopx、Utf1、Otx2、Aadat、Mal2、Pabpc4l、Calcr、Epha1、Epor、Galr2、Ripk4、Pak6、Map3k15、Celf4、Pdzd4、Piezo2、Shc4的任一基因或多个基因的表达有所增加
[0008](ii)可以稳定传代至少5次，例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多。
[0009]在某些实施方案中，本申请所提供所提供的分离的工程化非多能性细胞，可以稳
定传代至少5次、例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多；其年轻化转录因子网络：Grhl2,Zic5,Zic2,Utf1,Otx2,Snai3,Lmo2,Hopx的任一基因或多个基因的表达相对于未经修饰的非多能性细胞有所增加。在某些实施方案中，除了以上所述年轻化转录因子网络的基因外，LIN28(包括LIN28A或LIN28B)的表达相对于未经修饰的非多能性细胞同时有所增加。在某些实施方案中，本申请所提供所提供的分离的工程化非多能性细胞，可以稳定传代至少5次、例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多；其年轻化表观遗传修饰网络：Bcl11a,Bcl11b,Dnmt3b,Mettl20,Arid3c的任一基因或多个基因的表达相对于未经修饰的非多能性细胞有所增加。在某些实施方案中，除了以上所述年轻化表观遗传修饰网络基因外，LIN28(包括LIN28A或LIN28B)的表达相对于未经修饰的非多能性细胞同时有所增加。在某些实施方案中，本申请所提供所提供的分离的工程化非多能性细胞，可以稳定传代至少5次、例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多；其年轻化信号配体、受体及相关激酶网络：Fgf5,Wnt3,Calcr,Epha1,Epor,Galr2,Piezo2,Ripk4,Pak6,Map3k15,Pdzd4,Shc4的任一基因或多个基因的表达相对于未经修饰的非多能性细胞有所增加。在某些实施方案中，除了以上所述年轻化信号配体、受体及相关激酶网络的基因外，LIN28(包括LIN28A或LIN28B)的表达相对于未经修饰的非多能性细胞同时有所增加。在某些实施方案中，本申请所提供所提供的分离的工程化非多能性细胞，可以稳定传代至少5次、例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多；其年轻化核酸结合因子网络：Foxr2,Hif3a,Pbx1,Zfp946,Batf3,Pabpc4l,Celf4,Lin28的任一基因或多个基因的表达相对于未经修饰的非多能性细胞有所增加。在某些实施方案中，除了以上所述年轻化核酸结合因子基因外，LIN28(包括LIN28A或LIN28B)的表达相对于未经修饰的非多能性细胞同时有所增加。在某些实施方案中，本申请所提供所提供的分离的工程化非多能性细胞，可以稳定传代至少5次、例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多；其LIN28(包括LIN28A或LIN28B)的基因表达相对于未经修饰的非多能性细胞有所增加。在某些实施方案中，本申请所提供所提供的分离的工程化非多能性细胞，可以稳定传代至少5次、例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多；其年轻化因子：Bcl11a，Bcl11b,Otx2,Lmo2,Pbx1,Pabpc4l,Lin28的任一基因或多个基因的表达相对于未经修饰的非多能性细胞有所增加。
[0010]在某些实施方案中，本专利技术的非多能性细胞在选自以下的一个或多个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个29个、30个、31个、32个、33个、34个、35个或36个)基因的表达水平上相比于未经修饰的非多能性细胞中这些基因的表达水平显示至少约1.5倍、至少约2倍的增加：Bcl11a、Fgf5、Wnt3、Batf3、Lin28a、Lin28b、Dnmt3b、Arid3c、Bcl11b、Lmo2、Grhl2、Zic5、Foxr2、Hif3a、Zic2、Pbx1、Snai3、Zfp946、Mettl20、Hopx、Utf1、Otx2、Aadat、Mal2、Pabpc4l、Calcr、Epha1、Epor、Galr2、Ripk4、Pak6、Map3k15、Celf4、Pdzd4、Piezo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离的工程化非多能性细胞，其具备以下特征：(i)其Bcl11a、Fgf5、Wnt3、Batf3、Lin28a、Lin28b、Dnmt3b、Arid3c、Bcl11b、Lmo2、Grhl2、Zic5、Foxr2、Hif3a、Zic2、Pbx1、Snai3、Zfp946、Mettl20、Hopx、Utf1、Otx2、Aadat、Mal2、Pabpc4l、Calcr、Epha1、Epor、Galr2、Ripk4、Pak6、Map3k15、Celf4、Pdzd4、Piezo2、Shc4的任一基因或多个基因的表达相对于未经修饰的非多能性细胞有所增加。(ii)可以稳定传代至少5次，例如至少10次、至少15次、至少20次、至少25次、至少30次或更多。2.权利要求1所述的非多能性细胞，其Bcl11a、Fgf5、Wnt3、Batf3、Lin28a、Lin28b、Dnmt3b、Arid3c、Bcl11b、Lmo2、Grhl2、Zic5、Foxr2、Hif3a、Zic2、Pbx1、Snai3、Zfp946、Mettl20、Hopx、Utf1、Otx2、Aadat、Mal2、Pabpc4l、Calcr、Epha1、Epor、Galr2、Ripk4、Pak6、Map3k15、Celf4、Pdzd4、Piezo2、Shc4的任一基因或多个基因的表达相比于未修饰的非多能性细胞，至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、100、150、200倍或甚至更高。3.权利要求1
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2所述非多能性细胞，能够持续扩增至少4天、5天、6天、8天、9天、10天、20天、30天、40天、50天、100天、150天、200天、300天、400天或甚至更多天。4.权利要求1
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3所述非多能性细胞，其生物年龄相比于未修饰的非多能性细胞显著降低。5.权利要求1
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4任一项所述的非多能性细胞，所述细胞源自于内胚层、外胚层、中胚层或生殖细胞。6.权利要求1
‑
5任一项所述的非多能性细胞，所述细胞选自神经嵴细胞(neuralcrest细胞及其所衍生出来的子细胞)、神经细胞(例如神经前体细胞、神经胶质细胞)、血液细胞(例如造血干细胞、造血干祖细胞、红细胞、白细胞、中性粒细胞、血小板、嗜酸性粒细胞)、免疫细胞(例如白细胞、淋巴细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)、T细胞、γδT细胞、NKT细胞、巨噬细胞、B细胞、小胶质细胞、脾脏前体细胞)、肝脏细胞(例如肝脏前体细胞)、胰腺细胞(胰腺前体细胞)、心肌细胞(例如心肌前体细胞)、皮肤细胞(例如角质形成细胞)、精母细胞(包括精原干细胞)、卵母细胞。7.权利要求1
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6任一项所述的非多能性细胞，其MDM4和TEP1的表达相比于非多能性细胞的至少约5倍、10倍、20倍、30倍或甚至更高。8.一种分离的细胞群体，其包含权利要求1
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7任一项所述的非多能性细胞或其任意组合；优选地，所述细胞群体中至少50％(例如至少60％、至少70％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或约10...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄仕强，王瑞琦，王鹏，刘旭鹏，赵赫，马诗琳，陈煜，广璐，姚子月，程业倩，
申请(专利权)人：北京干细胞与再生医学研究院，
类型：发明
国别省市：