用于获得富集的间充质干细胞培养物的组合物和方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及使来自骨髓或密质骨的间充质干细胞培养物中富集间充质干细胞的 方法。本公开也设及用于所述富集的培养基。
[000引发明背景
[0003] 骨髓度M)是一种存在于长骨空腔内的柔软海绵状组织，且占总体重的约4%。血 细胞正是在BM内从多能造血干细胞化SC)产生，一种称为造血作用的过程。间充质干细胞 (MSC)也正是存在于BM内并衬于密质骨（CB)的壁。MSC负责产生机体的各种细胞，包括成 纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞和内皮细胞。除HSC、造血单核细胞和MSC W外，还有几类存在于BM和CB内的其它类型的细胞，运使得运些组织本质上高度异质。
[0004] 骨髓为造血及间充质干细胞、成骨细胞、内皮细胞W及其它细胞提供共存和发挥 功能所必需的特定微环境或生态位。干细胞变得静止、增殖、分化及响应外界信号的决定 就是在运些生态位内发生。最近的一些报告已显示，不同干细胞生态位间发生交叉对话 (cross-ta化)，W在体内引起适当反应（7、8、9、10)。因此，BM源性细胞W及衬于CB内壁的 细胞在体外培养系统中共存并相互影响并不出人意料。BM及CB中存在大量细胞类型及生 态位，且它们中发生的相互联系通常转化为含几种成功和谐共存的细胞类型的异质性体外 培养物。来自BM或娠碎的CB的间充质干细胞（MSC)培养物的一个反复出现的问题是，大 量不需要的污染巨隧细胞、造血细胞及可能的其它非间充质细胞群体倾向于相对于培养物 中更罕见的MSC群体过度生长。BM及CB源性MSC的培养物通常过度生长巨隧细胞，巨隧细 胞常常存在于生长的MSC集落顶部，从而干扰MSC在培养物中的增殖及行为。运种体外异 质性通常是MSC研究中不需要的，因为实验测定被设计成在没有其它细胞干扰的情况下研 究或利用那种特定细胞类型。
[0005] CSF-1是一种与CSF1R寡聚，从而导致运种受体转憐酸化（trans-phospho巧latio n)，W促进单核吞隧细胞谱系的细胞存活、增殖及分化成巨隧细胞的细胞因子（4、6)。与 其调节巨隧细胞谱系的作用一致，外源性CSF-1导致小鼠中单核细胞及巨隧细胞产量增加 (11)，而非功能性CSF-U12)或CSF1R(13)小鼠显示巨隧细胞数量不足，运导致炎症反应减 少。
[0006] 造血单核细胞的一种表型特性是在其细胞表面膜上表达CSF1R。在运些细胞上，激 活CSF1R导致增殖及分化。运种受体的激活是通过使CSF-1配体结合至CSF1R而介导。运 种寡聚作用引起S憐酸腺巧（ATP)-依赖性酪氨酸激酶介导的转导信号，其最终引导造血 单核细胞增殖和/或分化。
[0007] GW2580[5-(3-甲氧基-4-((4-甲氧基苄基）氧基）苄基）喀晚-2, 4-二胺]及 KI20227 {N- {4-[化7-二甲氧基-4-哇嘟基）氧基]-2-甲氧基苯基} -NO- [1- (1，3-嚷 挫-2-基）乙基]脈}属于一类通过与ATP竞争结合至CSF1R激酶而特异性抑制CSF1R激 酶活性的小分子（14)。已显示，GW2580在60nM下完全抑制人类CSF1R激酶，但保持对26种 其它测试的激酶无活性（3)。此外，在700nM下，GW2580完全抑制小鼠骨髓细胞的CSF-1-依 赖性生长，而CSF-1-非依赖性细胞系、人类成纤维细胞及其它内皮细胞对GW2580保持高度 抗性（3)。
[000引发明概述
[0009] 本发明人已表明，在人类及小鼠BM及CB细胞培养物中用小分子及其它具有类似 性质的化合物特异性抑制CSF1R激酶可减少培养物中成熟巨隧细胞的数量，其进而得到富 集的MSC培养物。此外，运些分子或化合物对培养物中存在的其它非间充质细胞或衍生的 祖细胞也有影响。总之，使用此类化合物可富集间充质细胞，同时移除分化的非间充质细胞 或抑制其存在。
[0010] 因此，本公开设及一种培养间充质细胞谱系细胞的方法，该方法包括使细胞与含 CSF1R激酶抑制剂的培养基接触。
[0011] 本公开也设及一种培养来自骨髓和/或密质骨的细胞W使细胞培养物富集间充 质细胞谱系细胞的方法，其包括使细胞培养物与含CSF1R激酶抑制剂的培养基接触。
[0012] 在一实施方案中，方法包括：
[0013] a)从得自受试者的组织样本收获细胞，其中所收获的细胞包含间充质细胞谱系细 胞，及
[0014] b)使所收获的细胞与含CSF1R激酶抑制剂的培养基接触。
[0015] 在一实施方案中，方法还包括C)得到富集间充质细胞谱系细胞的细胞群体。
[0016] 任选地，CSF1R激酶抑制剂为GW2580、KI20227、HY-13075、cFMS受体抑制剂II、 cFMS受体抑制剂III、cFMS受体抑制剂IV或ARRY-382。
[0017] 在另一实施方案中，所收获的细胞还包含非间充质细胞。在另一实施方案中，非间 充质细胞为巨隧细胞。
[0018] 在另一实施方案中，方法是在体外进行。
[0019] 在另一实施方案中，间充质细胞谱系细胞包含间充质干细胞、间充质细胞祖细胞 及基质源性细胞中的至少一种。
[0020] 在另一实施方案中，组织样本包括骨髓、密质骨、脂肪组织或存在MSC的任何组 织。
[0021] 在另一实施方案中，使细胞与培养基接触至少一小时、至少一天或至少一周。
[0022] 在另一实施方案中，在使细胞与培养基接触之前，间充质细胞谱系细胞的浓度为 至少10个细胞/cm2。
[0023] 在另一实施方案中，间充质细胞谱系细胞保留其形成脂肪形成、软骨形成及成骨 细胞谱系的能力。
[0024] 在一实施方案中，来自骨髓和/或密质骨的细胞包含间充质细胞谱系细胞及非间 充质细胞。
[00巧]本公开还设及一种可用于培养间充质细胞谱系细胞和/或富集间充质细胞谱系 细胞的细胞培养基。
[0026] 在一实施方案中，细胞培养基包含CSF1R激酶抑制剂。
[0027] 在另一实施方案中，CSF1R激酶抑制剂是一种通过与ATP竞争结合至CSFR1激酶 而抑制CSF1R激酶活性的小分子。
[0028] 在另一实施方案中，CSF1R激酶抑制剂为GW2580、KI20227、HY-13075、cFMS受体 抑制剂II、cFMS受体抑制剂III、cFMS受体抑制剂IV或ARRY-382。任选地，培养基包含 1-lOyMGW2580。
[0029] 在另一实施方案中，培养基还包含至少一种生长因子。任选地，至少一种生长因子 选自由FGF、EGF及IGF组成的列表。
[0030] 在另一实施方案中，培养基包括基础培养基。任选地，基础培养基选自达尔伯克氏 改良伊格尔培养基值MEM)、高级DMEM、BiogroTM、SkGMTM、Ham'SF10、Ham'SF12、伊思考 夫改良达尔伯克氏培养基（Iscove'smodifiedDu化ecco'smedium)、neu;robasal培养基、 RPMI1640 及MCDB120 培养基。
[0031] 在另一实施方案中，培养基还包含补充剂。任选地，补充剂选自：
[0032] ?膜岛素、转铁蛋白及亚砸酸盐（IT巧；
[0033] ?B27 ；
[0034]?地塞米松（dexamethasone)、膜岛素、EGF、胎球蛋白及白蛋白；及 [00巧]?地塞米松、bFGF、白蛋白及膜岛素。
[0036] 在另一实施方案中，培养基还包含脂质。任选地，脂质是花生四締酸、胆固醇、 Dka-生育酪乙酸醋、亚油酸、亚麻酸、肉豆違酸、油酸、栋桐油酸、栋桐酸及硬脂酸中的至 少一种。
[0037] 附图简述
[003引现在将参照附图详细地描述本公开，其中：
[0039] 图1显示，用liiMGW2580处理的BM源性细胞的集落形成单位-成纤维细胞 (C即-巧培养物的巨隧细胞污染减少，且MSC集落的数量及尺寸较大。A，W所示密度将细胞 接种于6孔板中，并用媒介物（对照）或liiMGW2580处理14天。固定培养物并用甲苯胺 蓝染色，并评估MSCC即-F。对照培养物显示更小的MSCC即-F，运些培养物过度生长深色 高度致密的巨隧细胞。用1yMGW2580处理的培养物显示较大的富集的MSCC即-F，其基本 上不含巨隧细胞。B，计算对照培养物及经GW2580处理的培养物中的集落数量。当与对照 培养物相比时，经GW2580处理的培养物的集落数量增加至少20%。
[0040] 图2显示，用1yMGW2580处理的CB源性细胞的CFU-F培养物的巨隧细胞污染减 少，且MSC集落的数量及尺寸较大。A，W所示密度将细胞接种于6孔板中，并用媒介物（对 照）或lyMGW2580处理14天。固定培养物并用甲苯胺蓝染色，并评估MSCC即-F。对 照培养物显示更小的MSCCFU-F，运些培养物过度生长深色高度致密的巨隧细胞。用liiM GW2580处理的培养物显示较大的富集的MSCC即-F，其基本上不含巨隧细胞。B，计算对照 培养物及经GW2580处理的培养物中的集落数量。当与对照培养物相比时，经GW2580处理 的培养物的集落数量增加至少24%。
[0041] 图3显示，源自BM或CB并用1yMGW2580处理的MSC培养物的巨隧细胞污染减 少，且富集MSC。BM及CB的处于第2代（P2)的对照未处理培养物过度生长巨隧细胞（小 的高折射性细胞），而用1yMGW2580处理的MSC培养物是富集的，且基本上无巨隧细胞污 染。
[004引 图4显示，将BM及CB-源性MSC培养物暴露于1yMGW2580导致巨隧细胞在P1 时分别减少20%及50%。对暴露于1^16胖2580的81的？1培养物进行流式细胞术分析， 结果表明全部活细胞中有62%是由CD457CDUb+成熟巨隧细胞组成。在BM对照培养物中， 运个群体占全部活细胞的82 %，因此代表经GW2580处理的培养物中的巨隧细胞减少20 %。 同样地，用1yMGW2580处理CB培养物，结果表明运些培养物包含34%CD457CDUb+成熟 巨隧细胞，代表与含有84%巨隧细胞的对照培养物相比减少50%。
[0043] 图5显示，在整个传代过程中（P0-P3)用1yMGW2580连续处理BM培养物可大大 减少巨隧细胞数量，同时维持富集的MSC群体。对照培养物显示大量小的具有折射性的污 染巨隧细胞，而用1yMGW2580处理的培养物含有的运些污染巨隧细胞的数量大幅减少。此 夕F，经GW2580处理的培养物呈现具有MSC特征的成纤维样细胞的数量较多。
[0044] 图6显示，从P0到P2将BM源性培养物暴露于1yMGW2580导致CD45+细胞总体 减少18%，且分化为CD457CDUb7Scal成熟巨隧细胞的CD45 7CDUb7Scar单核细胞减 少36%，运是由流式细胞术分析证实。对培养物中的CD45+细胞进行口控（gated),并在运 个群体中分析CDUb及Seal的表达。在对照培养物中，92%的CD45+细胞也是CD1化+(成 熟巨隧细胞），且8 %的细胞是CDUb7Scar。在经GW2580处理的培养物中，56 %的CD45+ 细胞是CDUb7Scal，且44%的细胞是CDUb7Scar，由此表明，与对照培养物相比时，36% 的造血单核细胞未分化成巨隧细胞。
[0045] 图7显示，从P0到P3将BM源性培养物暴露于1yMGW2580导致CD45+细胞总体 减少64%，且分化为CD457CDUb7Scal巨隧细胞的CD45 7CDUb7Scar造血单核细胞减 少52%，运是由流式细胞术分析证实。对培养物中的CD45+细胞进行口控，并在运个群体中 分析CD1化及Seal的表达。在对照培养物中，99 %的CD45+细胞也是CDUb+ (分化的巨隧 细胞），且<1%的细胞是CDllb7Scar造血单核细胞。在经GW2580处理的培养物中，41% 的CD45+细胞是CD1化7Scal，且52%的细胞是CDUb7Scar，由此表明，与对照培养物相比 时，52%的单核细胞祖细胞未分化成巨隧细胞。
[0046] 图8显示，在整个传代过程中（P0-P3)用1yMGW2580连续处理CB培养物可大大 减少巨隧细胞数量，同时维持富集的MSC群体。对照培养物显示大量小的具有折射性的污 染巨隧细胞，而用1yMGW2580处理的培养物含有的运些污染巨隧细胞的数量大幅减少。此 夕F，经GW2580处理的培养物呈现具有MSC特征的成纤维样细胞的数量较多。
[0047] 图9显示，从P0到P2将CB源性培养物暴露于1yMGW2580导致CD45+细胞总体 减少15%，且分化为CD457CDUb7Scal成熟巨隧细胞的CD45 7CDUb7Scar造血单核细 胞减少22%，运是由流式细胞术分析证实。对培养物中的CD45+细胞进行口控，并在运个群 体中分析CDUb及S