一种胰岛素分泌型基因工程细胞药物的制备方法

本发明属于生物医药，具体涉及一种胰岛素分泌型细胞药物的制备方法。

背景技术：

1、糖尿病是由于胰腺不能产生足够的胰岛素(1型糖尿病)，或者自身组织细胞不能对胰岛素做出适当的反应(2型糖尿病)造成的。1型和2型糖尿病最终都会引起患者的胰岛衰竭，导致胰岛素不足。糖尿病患者长期存在的高血糖症会导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害，出现功能障碍。

2、外源性胰岛素通常能够维持糖尿病患者的健康状态达10年以上，显著延长了患者寿命。然而，上述治疗方式严重影响病人生活质量，并存在错误给药引发低血糖症危及生命的可能。胰岛或全胰移植能够重建内源性胰岛素分泌，精准控制血糖水平，防止低血糖症发生，同时减少了对外源性胰岛素的依赖，提高了患者的生存质量。该方案自20世纪80年代逐步发展完善，目前已经相当成熟，但胰岛或全胰移植存在着手术风险，免疫排斥和供体稀缺等问题，因此不能应对目前该病日趋严峻的流行趋势。

3、因此，找到一种能够基于干细胞技术，分化后能够响应血糖水平变化，直接指导功能性胰岛素合成的细胞药物，可以避免传统方法的弊端，高效产生胰岛素分泌型细胞，对糖尿病的治疗有重要意义。

技术实现思路

1、发明目的：鉴于上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供了一种胰岛素分泌性组合基因。

2、本发明还要解决的技术问题是提供了含有所述组合基因的表达盒、重组载体、重组细胞和慢病毒。

3、本发明还要解决的技术问题是提供了所述的胰岛素分泌性组合基因、所述的表达盒、重组载体、重组细胞或慢病毒在制备基因重组胰岛素相关治疗药物中的应用。

4、本发明最后要解决的技术问题是提供了一种胰岛素分泌型细胞药物的制备方法。本发明通过向间充质干细胞中引入糖敏感性基因序列ap2-hins-p2a重组基因或α-actin-hins-p2a基因或pck1-hins-p2a基因诱导分化该干细胞为一次对应的脂肪细胞或骨骼肌细胞或肝脏细胞后，产生胰岛素的分泌。

5、本发明利用组织特异性启动子在干细胞分化为目的细胞后，该启动子能够被前置的糖敏感序列g1活化，驱动下游重组胰岛素的表达，利用该思想的其它重组胰岛素表达的基因组合，应在本发明的保护范围内。

6、技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种胰岛素分泌性组合基因，所述胰岛素分泌性组合基因的序列如seq id no：1、seq id no：2、seq id no：3、seq id no：4、seq id no：5、seq id no：6、seq id no:7、seq id no：8或seq id no：9所示。

7、本
技术实现要素：
还包括含有所述的胰岛素分泌性组合基因的表达盒、重组载体、重组细胞或慢病毒。

8、本发明内容还包括所述的胰岛素分泌性组合基因、所述的表达盒、重组载体、重组细胞或慢病毒在制备基因重组胰岛素相关治疗药物中的应用。

9、本发明内容还包括一种胰岛素分泌型细胞药物的制备方法，包括以下步骤：

10、1)构建葡萄糖敏感的含有细胞系特异性启动子的胰岛素合成基因序列ap2-hins-p2a或α-actin-hins-p2a或pck1-hins-p2a；

11、2)将基因ap2-hins-p2a或α-actin-hins-p2a或pck1-hins-p2a转染干细胞形成ap2-hins-p2a或α-actin-hins-p2a或pck1-hins-p2a基因重组干细胞；

12、3)ap2-hins-p2a基因重组干细胞分化为含有ap2-hins-p2a重组基因终端功能性脂肪细胞即为胰岛素分泌型细胞药物；α-actin-hins-p2a基因重组干细胞分化为含有a-actin-hins-p2a重组基因终端功能性骨骼肌细胞即为胰岛素分泌型细胞药物；pck1-hins-p2a基因重组干细胞分化为含有pck1-hins-p2a重组基因终端功能性骨骼肌细胞即为胰岛素分泌型细胞药物

13、其中，所述基因序列ap2-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：1所示；所述基因序列α-actin-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：4所示；所述基因序列pck1-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：7所示。

14、其中，所述干细胞包括胚胎干细胞、诱导多潜能干细胞或成体干细胞中的一种或几种。

15、其中，本发明的方法还包括在ap2基因或α-actin基因或pck1基因前增加糖敏感序列g1，所述g1的序列如下：5’-cacggggcactcccgtggttcctggactctggcccc-3’；最终得到的基因是g1-ap2-hins-p2a，其序列如seq id no：2所示。

16、其中，所述g1序列重复3-5次；以ap2基因为例，当所的g1序列重复3次，得到的基因序列为3(g1)-ap2-hins-p2a，其序列如seq id no：3所示。

17、g1-α-actin-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：5所示。

18、3(g1)-α-actin-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：6所示。

19、g1-pkc1-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：8所示。

20、3(g1)-pkc1-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：9所示。

21、有益效果：通过本发明设计的ap2-hins-p2a序列或α-actin-hins-p2a序列或pck1-hins-p2a序列意外的发现，干细胞分化为脂肪细胞后，能够行使糖刺激引起的胰岛素分泌功能。脂肪细胞本身具有较强的胰岛素敏感性，葡萄糖摄取率高，胰岛素的高表达带来的潜在危害处于可控范围，从而避免了基因疗法体内转染后各种细胞无差别的表达胰岛素的风险，对病人的健康造成威胁。同时，本发明启动子的激活充分利用了细胞本身的反式元件，使得效应细胞的效率更高、组织特异性更好。

技术特征：

1.一种胰岛素分泌性组合基因，其特征在于，所述胰岛素分泌性组合基因的序列如seqid no：1、seq id no：2、seq id no：3、seq id no：4、seq id no：5、seq id no：6、seq idno：7、seq id no：8或seq id no：9所示。

2.含有权利要求1所述的胰岛素分泌性组合基因的表达盒、重组载体、重组细胞或慢病毒。

3.权利要求1所述的胰岛素分泌性组合基因、权利要求2所述的表达盒、重组载体、重组细胞或慢病毒在制备基因重组胰岛素相关治疗药物中的应用。

4.一种胰岛素分泌型细胞药物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的胰岛素分泌型细胞药物的制备方法，其特征在于，所述胰岛素合成基因ap2-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：1所示；所述胰岛素合成基因α-actin-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：4所示；所述胰岛素合成基因pck1-hins-p2a的核苷酸序列如seq id no：7所示。

6.根据权利要求4所述的胰岛素分泌型细胞药物的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述干细胞包括胚胎干细胞、诱导多潜能干细胞或成体干细胞中的一种或几种。

7.根据权利要求4所述的胰岛素分泌型细胞药物的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在ap2或α-actin或pck1基因前增加糖敏感序列g1，所述g1的序列如下：5’-cacggggcactcccgtggttcctggactctggcccc-3’。

8.根据权利要求7所述的胰岛素分泌型细胞药物的制备方法，其特征在于，所述g1序列重复3-5次。

技术总结
本发明公开了一种胰岛素分泌型细胞药物的制备方法，通过本发明设计的AP2‑hINS‑P2A序列意外的发现，干细胞分化为脂肪细胞后，能够行使糖刺激引起的胰岛素分泌功能。脂肪细胞本身具有较强的胰岛素敏感性，葡萄糖摄取率高，胰岛素的高表达带来的潜在危害处于可控范围，从而避免了基因疗法体内转染后各种细胞无差别的表达胰岛素的风险，对病人的健康造成威胁。同时，本发明启动子的激活充分利用了细胞本身的反式元件，使得效应细胞的效率更高、组织特异性更好。

技术研发人员：孙博,肖忠党,李裕民
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11