一种促进造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的诱导分化体系及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种促进造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的诱导分化体系及其应用，所述诱导分化体系适用于各种来源的造血干细胞或造血祖细胞向红细胞的诱导分化，具有诱导分化效率高、稳定性强、培养体系成分明确、安全性高等优点，为解决血源紧张及防止血源性疾病的传播提供了红细胞替代品，具有巨大的市场价值及广阔的应用前景。值及广阔的应用前景。值及广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种促进造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的诱导分化体系及其应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体地，本专利技术涉及一种促进造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的诱导分化体系及其应用。

技术介绍

[0002]红细胞（Red Blood Cell，RBC）是血液中数量最多的一种血细胞，其主要功能是为机体运输氧气和二氧化碳。红细胞输注是目前治疗严重贫血和急性失血的重要临床治疗方法和有效手段，其广泛应用于术后及外伤、慢性贫血及其他多种疾病的治疗。目前临床用血的主要来源是志愿者的无偿献血，但近年来随着临床用血的急剧增加，血液供应短缺已经成为世界性的重大公共卫生问题。此外，因输血导致疾病感染和传播等问题对临床用血的安全性带来了严峻的挑战，并严重威胁着人类的生命健康。因此，如何获取安全、有效、充足、可靠的血液来源成为目前临床上亟待解决的世界性难题。
[0003]此前研究表明，通过体外诱导人体分离的CD34+造血干细胞（Hemopoietic Stem Cell，HSC）可以分化获得成熟红细胞。但是由于造血干细胞在体内的存在比例很低且体外扩增能力有限，导致无法获取大量的成熟红细胞，也即无法从根本上满足临床用血的需求，并且存在诱导分化效率低、培养体系成分复杂等缺点。近年来随着干细胞研究及再生医学的迅速发展，以干细胞为基础衍生和开发的新型细胞治疗已经成为解决人类面临的重大临床疾病的最富有前景的应用。人多能干细胞（Human Pluripotent Stem Cells，hPSCs）是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，可以实现体外无限增殖和所有人体细胞的定向分化。
[0004]因此，在体外由人多能干细胞定向诱导分化为成熟的红细胞作为临床血液替代品有可能为解决当前临床输血短缺和安全问题提供新的方案和思路。此外，由于成熟的红细胞不具有细胞核而仅携带极少量的遗传物质。因此，人多能干细胞源的红细胞可能成为最早的干细胞治疗产品而应用于输血替代治疗，并具有广泛的应用前景和重大的社会经济效益。而如何提高红细胞诱导分化的效率和稳定性是目前本领域亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种促进造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的诱导分化体系及其应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种用于诱导造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的基础培养基。
[0008]进一步，所述基础培养基包含IMDM培养基、ITS
‑
X、抗坏血酸、乙酰半胱氨酸、奎诺二甲基丙烯酸酯、BSA。
[0009]进一步，所述基础培养基中各组分的含量分别为：1% ITS
‑
X、50
ꢀµ
g/mL抗坏血酸、50
ꢀµ
M乙酰半胱氨酸、50
ꢀµ
M奎诺二甲基丙烯酸酯、0.5% BSA。
EPO；
[0021]所述红细胞脱核阶段培养基中各组分的含量分别为：10 ng/mL EPO。
[0022]在一些实施方案中，所述红细胞特化阶段培养基中各组分的含量分别为：(10
‑
100) ng/mL SCF、(1
‑
50) ng/mL IL
‑
3、(1
‑
50) ng/mL EPO、(0.1
‑
10)
ꢀµ
M地塞米松。
[0023]在具体实施方案中，所述红细胞特化阶段培养基中各组分的含量分别为：50 ng/mL SCF、10 ng/mL IL
‑
3、10 ng/mL EPO、1
ꢀµ
M地塞米松。
[0024]在一些实施方案中，所述红细胞扩增阶段培养基中各组分的含量分别为：(10
‑
100) ng/mL SCF、(1
‑
50) ng/mL IL
‑
3、(1
‑
50) ng/mL EPO、(0.1
‑
10)
ꢀµ
M地塞米松。
[0025]在具体实施方案中，所述红细胞扩增阶段培养基中各组分的含量分别为：50 ng/mL SCF、10 ng/mL IL
‑
3、10 ng/mL EPO、1
ꢀµ
M地塞米松。
[0026]在一些实施方案中，所述红细胞成熟阶段培养基中各组分的含量分别为：(10
‑
100) ng/mL SCF、(1
‑
50) ng/mL EPO。
[0027]在具体实施方案中，所述红细胞成熟阶段培养基中各组分的含量分别为：50 ng/mL SCF、10 ng/mL EPO。
[0028]在一些实施方案中，所述红细胞脱核阶段培养基中各组分的含量分别为：(1
‑
50) ng/mL EPO。
[0029]在具体实施方案中，所述红细胞脱核阶段培养基中各组分的含量分别为：10 ng/mL EPO。
[0030]在一些实施方案中，本专利技术所列举的培养基中各组分含量的具体数值范围或具体数值仅用于解释本专利技术所取得的技术效果，而不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员可在本专利技术所列举的具体数值范围或具体数值的基础上进行多种调整或修改，只要能够达到预期的造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的诱导分化效果，这样经调整或修改后的具体数据范围或具体数值同样包含在本专利技术的保护范围内。
[0031]第三方面，本专利技术提供了一种诱导造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的方法。
[0032]进一步，所述方法包括采用本专利技术第二方面所述的培养体系对造血干细胞或造血祖细胞进行培养。
[0033]进一步，所述方法包括如下步骤：(1) Day0
‑
6，红细胞特化阶段，采用本专利技术第二方面中所述的红细胞特化阶段培养基培养造血干细胞或造血祖细胞；(2) Day6
‑
12，红细胞扩增阶段，采用本专利技术第二方面中所述的红细胞扩增阶段培养基培养步骤(1)得到的细胞；(3) Day12
‑
15，红细胞成熟阶段，采用本专利技术第二方面中所述的红细胞成熟阶段培养基培养步骤(2)得到的细胞；
[0034](4) Day15
‑
20，红细胞脱核阶段，采用本专利技术第二方面中所述的红细胞脱核阶段培养基培养步骤(3)得到的细胞，获得红细胞。
[0035]进一步，步骤(1)中细胞密度为1
×
105个/mL。
[0036]进一步，步骤(2)中细胞密度为5
×
105个/mL。
[0037]进一步，步骤(3)、步骤(4)中细胞密度为1
×
106个/mL。
[0038]进一步，每2天更换一次新鲜培养基，直至Day20。
[0039]在一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于诱导造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的基础培养基，其特征在于，所述基础培养基包含IMDM培养基、ITS
‑
X、抗坏血酸、乙酰半胱氨酸、奎诺二甲基丙烯酸酯、BSA。2.根据权利要求1所述的基础培养基，其特征在于，所述基础培养基中各组分的含量分别为：1% ITS
‑
X、50
ꢀµ
g/mL抗坏血酸、50
ꢀµ
M乙酰半胱氨酸、50
ꢀµ
M奎诺二甲基丙烯酸酯、0.5% BSA。3.一种用于诱导造血干细胞或造血祖细胞分化为红细胞的培养体系，其特征在于，所述培养体系包括红细胞特化阶段培养基、红细胞扩增阶段培养基、红细胞成熟阶段培养基、红细胞脱核阶段培养基；所述红细胞特化阶段培养基包含权利要求1或2所述的基础培养基、SCF、IL
‑
3、EPO、地塞米松；所述红细胞扩增阶段培养基包含权利要求1或2所述的基础培养基、SCF、IL
‑
3、EPO、地塞米松；所述红细胞成熟阶段培养基包含权利要求1或2所述的基础培养基、SCF、EPO；所述红细胞脱核阶段培养基包含权利要求1或2所述的基础培养基、EPO。4.根据权利要求3所述的培养体系，其特征在于，所述红细胞特化阶段培养基中各组分的含量分别为：50 ng/mL SCF、10 ng/mL IL
‑
3、10 ng/mL EPO、1
ꢀµ
M地塞米松；所述红细胞扩增阶段培养基中各组分的含量分别为：50 ng/mL SCF、10 ng/mL IL
‑
3、10 n...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜如龙，武雪宁，黄雯静，于蕾，张成志，郜华磊，吴理达，顾雨春，
申请(专利权)人：呈诺再生医学科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：