用于产生神经胶质细胞的群体的分化方法技术

本发明专利技术提供从多能细胞产生少突神经胶质祖细胞的方法，以及以相对纯的培养物长期维持这些少突神经胶质祖细胞的方法。本发明专利技术还提供进一步将这些少突神经胶质祖细胞分化成各种神经胶质细胞的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供从多能细胞产生少突神经胶质祖细胞的方法，以及以相对纯的培养物长期维持这些少突神经胶质祖细胞的方法。本专利技术还提供进一步将这些少突神经胶质祖细胞分化成各种神经胶质细胞的方法。【专利说明】相关申请的交叉参考本申请要求转让给本申请的受让人的2010年10月26日提交的美国临时专利申请第61/406，664号的权益，并且该临时专利申请通过引用并入本文。政府资助研究的声明本专利技术部分地由美国国立精神卫生研究所(National Institute of MentalHealth, NIMH)支持，基金号为R21MH087877-01。联邦政府对本专利技术拥有部分权力。专利
本专利技术涉及神经胶质谱系的细胞和同质细胞的群体的产生。专利技术背景在下面的讨论中，将为了背景和介绍目的描述某些文章和方法。本文中所含的内容不被解释为现有技术的“承认”。 申请人:明确地保留在适当时，证明本文引用的文章和方法在适用的法律条文下并不构成现有技术的权利。在哺乳动物中枢神经系统(CNS)的动作电位的有效的传导要求髓鞘将神经元轴突适当地放入鞘中和绝缘。哺乳动物CNS的少突神经胶质细胞，即成髓鞘细胞(myelinogenic cells)的受损会引起多种令人衰弱的和常常是致命的人类病变。髓鞘缺陷的致残效果的特征是运动缺陷并且有时是认知缺陷，在先天性髓鞘化障碍病症和获得性脱髓鞘病变如多发性硬化症和大脑性瘫痪方面容易明显。通过髓鞘再生的治疗要求恢复内源性细胞的髓鞘化能力，或移植外源性的髓鞘化细胞。致命的人类神经胶质祖细胞的移植已经表明导致恢复了致命的髓鞘形成不良小鼠模型(Windrem等，Cell Stem Cell, 2 (6):553-65 (2008))。尽管清楚地建立了给人类患者解释的原理论证，来自流产的人类胎儿的细胞不仅面临道德而且有免疫的挑战；然而，提供临床规模所需的细胞数目现在是不现实的。这样一来，理解和治疗与髓鞘有关的神经退行性紊乱的主要限制因素是缺乏用于少突神经胶质细胞发育的研究和筛选药物的可放大规模和易处理的平台。由于通过疾病模型化和细胞置换治疗影响人类健康的潜力，干细胞生物学吸引了许多注意力。尤其是，多能干细胞理论上提供了神经胶质细胞和它们的祖先的大量来源。虽然以前的研究通过清楚的证明少突神经胶质细胞可衍生自多能细胞，创造了对髓鞘修复的激动，结果还未产生一个系统来研究少突神经胶质细胞谱系，这种系统提供高细胞群体同质化而不依赖免疫淘选、抗生素抗性或细胞分选技术来改进群体特征。由于少突神经胶质祖细胞(oligodendrocyte progenitor cell, 0PC)的纯的群体很难以临床相关量获得,髓鞘修复的激动就这样被减弱了。提供纯的和大量的神经胶质细胞的方法是必要的，以使得能够通过移植治疗。这样，本领域中存在对产生神经胶质细胞谱系的细胞和细胞的群体的需求，尤其是,对于OPC和少突神经胶质细胞产生的需求。本专利技术解决了这种需求。专利技术概述本概述的提供是为了介绍一系列简化形式的概念，所述简化形式的概念将进一步在下面的专利技术详述中描述。本概述并不意图鉴定所请求保护主题的关键或必需的特征，也不意图用于限制所请求保护主题的范围。所请求保护的主题的其他的特征、细节、用途和优点将从下面书面的专利技术详述中明显，包括在附图描述的和在所附的权利要求书中定义的那些方面。本专利技术提供产生神经胶质细胞的方法，包括在诱导哺乳动物多能细胞和/或神经前体细胞分化成神经胶质细胞谱系的细胞和细胞群体的条件下，培养哺乳动物多能细胞和/或神经前体细胞。本专利技术还提供产生、扩增和使用哺乳动物神经胶质细胞的群体的方法，所述哺乳动物神经胶质细胞的群体包括少突神经胶质祖细胞、少突神经胶质细胞和星形胶质细胞的群体。而且，由本文所述的方法产生少突神经胶质祖细胞、少突神经胶质细胞和星形胶质细胞比本领域中目前使用的方法要求少得多的时间。 这样，在一个实施方案中，本专利技术提供产生哺乳动物神经外胚层的方法，包括:提供多能细胞，通过在激活素-nodal通路的一种或多种抑制剂和骨形态发生蛋白通路的一种或多种抑制剂的存在下培养所述多能细胞来诱导所述多能细胞发育成神经外胚层细胞。在另一个实施方案中，本专利技术提供产生哺乳动物模式(patterned)的神经外胚层的方法，包括:提供多能细胞；通过在激活素-nodal通路的一种或多种抑制剂和骨形态发生蛋白通路的一种或多种抑制剂的存在下培养多能细胞来诱导多能细胞发育成神经外胚层；并且，通过在音猬因子(sonic hedgehog)、视黄酸和头蛋白(noggin)的一种或多种存在下培养神经外胚层来诱导模式的神经外胚层的发育。在又一个实施方案中，本专利技术提供一种产生哺乳动物少突神经胶质祖细胞的方法，包括:提供多能细胞；通过在激活素-nodal通路的一种或多种抑制剂和骨形态发生蛋白通路的一种或多种抑制剂的存在下培养多能细胞来诱导多能细胞发育成神经外胚层；通过在音猬因子、视黄酸和头蛋白的一种或多种存在下培养神经外胚层来诱导模式的神经外胚层的发育；并且，通过在成纤维细胞生长因子、血小板衍生生长因子和音猬因子的一种或多种存在下培养模式的神经外胚层细胞来诱导少突神经胶质祖细胞的发育。在这些实施方案的某些方面，多能细胞是哺乳动物外胚层干细胞，在其他方面，多能细胞是神经前体细胞。在某些实施方案中，多能细胞是啮齿动物胚胎干细胞(ESC)或啮齿动物诱导多能细胞(iPC)，在这种情况下，首先在JAK/STAT抑制剂如JAK抑制剂I的存在下培养啮齿动物ESC或iPC，以将细胞分化为外胚层样的细胞，随后继续分化为神经外胚层。在这些实施方案中的某些方面，激活素-nodal通路的抑制剂是SB431542，骨形态发生蛋白通路的一种或多种抑制剂选自dorsomorphin、LDN-193189或头蛋白。在这些实施方案中的某些方面，从多能细胞的培养得到的细胞的75%或更多是神经外胚层细胞，在其他方面，从多能细胞的培养得到的细胞的80%、85%、90%、95%、99%或更多是神经外胚层细胞。在某些方面，视黄酸、音猬因子或头蛋白之一用于培养神经外胚层来产生模式的神经外胚层，并且，在某些方面，视黄酸、音猬因子或头蛋白中的二种用于培养神经外胚层来产生模式的神经外胚层。而在另外的方面，视黄酸、音猬因子和头蛋白的所有三种用于培养神经外胚层来产生模式的神经外胚层。在某些方面，成纤维细胞生长因子、血小板衍生生长因子和音猬因子中的一种或多种用于从模式的神经外胚层诱导少突神经胶质祖细胞的发育，在其他方面，成纤维细胞生长因子、血小板衍生生长因子和音猬因子的所有三种用于从模式的神经外胚层诱导少突神经胶质祖细胞的发育。在某些方面，成纤维细胞生长因子是FGF2，血小板衍生生长因子是TOGF-AA。在这些实施方案中的某些方面，从模式的神经外胚层的培养得到的细胞的75%或更多是少突神经胶质祖细胞，在其他方面，从模式的神经外胚层的培养得到的细胞的80 %、85 %、90 %、95 %、99 %或更多是少突神经胶质祖细胞。本专利技术另外的方面包括含本专利技术的少突神经胶质祖细胞的药物组合物、含本专利技术的少突神经胶质祖细胞以及神经元或神经前体细胞的药物组合物、含本专利技术的少突神经胶质祖细胞的诊断工具、和含本专利技术的少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·J·特萨，罗伯特·H·米勒，法迪·J·纳杰姆，
申请(专利权)人：卡斯西部储备大学，
类型：
国别省市：