用于产生诱导的多能干细胞的组合化学遗传方法_2

文档序号:8375999阅读:来源:国知局
毒质粒、非病毒质粒、或附加型表达载体,所述一种或多种反转录病毒质粒、慢病毒质粒、腺 病毒质粒、非病毒质粒、或附加型表达载体包括所述第一、第二和第三表达盒。
[0060] 在一些实施方案中,所述混合物包括第一、第二和第三反转录病毒质粒、慢病毒质 粒、腺病毒质粒、非病毒质粒、或附加型表达载体,所述第一反转录病毒质粒、慢病毒质粒、 腺病毒质粒、非病毒质粒、或附加型表达载体包括所述第一表达盒;所述第二反转录病毒质 粒、慢病毒质粒、腺病毒质粒、非病毒质粒、或附加型表达载体包括所述第二表达盒;所述第 三反转录病毒质粒、慢病毒质粒、腺病毒质粒、非病毒质粒、或附加型表达载体包括所述第 三表达盒。
[0061] 在一些实施方案中,所述细胞是人细胞。在一些实施方案中,所述细胞是小鼠细 胞。在一些实施方案中,所述细胞包括祖细胞。在一些实施方案中,所述祖细胞是神经祖细 胞、皮肤祖细胞或毛囊祖细胞。
[0062] 在一些实施方案中,所述Klf多肽是Klf4,所述Myc多肽是c-Myc,且所述Sox多 狀是Sox2。
[0063] 本发明还提供内源性表达选自由Oct多肽、Klf多肽、Myc多肽、和Sox多肽组成 的组的至少一种蛋白的哺乳动物细胞,其中:所述细胞不内源性表达所述组中的至少一种 蛋白,其中所述不内源性表达的蛋白由所述细胞内存在的异源重组表达盒编码的RNA来表 达,其中所述细胞内源性或异源性表达Oct多肽、Klf多肽、Myc多肽、和Sox多肽的每一种; 且经由所述异源表达盒的蛋白表达导致所述细胞由非多能细胞重编程或去分化成为多能 干细胞。
[0064] 在一些实施方案中,所述Oct多肽是Oct 4,所述Klf多肽是Klf 4,所述Myc多肽 是c-Myc,且所述Sox多肽是Sox2。在一些实施方案中,所述细胞内源性表达Sox多肽和 Myc多肽且异源性表达Oct多肽和Klf?多肽。在一些实施方案中,所述Oct多肽是0ct4,所 述Klf多肽是Klf 4,所述Myc多肽是c-Myc,且所述Sox多肽是Sox2。
[0065] 本发明还提供诱导细胞中0ct4表达的方法。在一些实施方案中,所述方法使所述 细胞与抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂相接触,由此诱导细胞中的0ct4表 达。
[0066] 在一些实施方案中,所述细胞在即将进行所述接触步骤前不表达0ct4。在一些实 施方案中,相接触的细胞不是多能细胞。在一些实施方案中,所述细胞在所述接触步骤后诱 导为多能性。
[0067] 本发明还提供将非多能细胞诱导为多能细胞的方法。在一些实施方案中,所述方 法包括使所述非多能细胞与一种或多种诱导多能性的试剂相接触和/或将表达盒引入到 细胞中以表达诱导多能性的蛋白,其中所述细胞不在饲养细胞上培养且所述细胞附着于固 体培养物表面。在一些实施方案中,所述方法还包括针对多能干细胞特征筛选所述接触的 细胞。
[0068] 在一些实施方案中,所述细胞通过分子粘连(molecular tether)附着于固体培养 物表面,所述分子粘连选自由基质胶(matrigel)、细胞外基质(ECM)或ECM类似物、层粘连 蛋白、纤连蛋白、和胶原蛋白组成的组。
[0069] 在一些实施方案中,所述接触步骤包括以下步骤:
[0070] a)将一种或多种用于表达Klf多肽、Oct多肽、Myc多肽、和Sox多肽的表达盒引 入非多能细胞中;
[0071] b)使所述细胞与抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂相接触,由此生成 诱导的多能干细胞。
[0072] 本发明还提供由哺乳动物非多能细胞生成诱导的多能干细胞的方法。在一些实施 方案中,所述方法包括:
[0073] a)使所述细胞与以下至少一种(例如,1、2、3、4或更多种)相接触:
[0074] 抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂(包括但不仅限于BIX);
[0075] L-型Ca通道激动剂(包括但不仅限于Bay K);
[0076] cAMP途径活化剂(包括但不仅限于毛喉素(forskolin));
[0077] DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂(包括但不仅限于RG 108或5-氮杂-C);
[0078] 核受体配体(包括但不仅限于地塞米松(dexamethasone));
[0079] GSK3抑制剂(包括但不仅限于CHIR99021);
[0080] MEK 抑制剂,
[0081] 16?0受体/^〇(5抑制剂(包括但不仅限于584315424-83-〇1,或2-(3-(6-甲基 吡啶-2-基)-1H-吡唑-4-基)-1,5-二氮杂萘),
[0082] HDAC抑制剂(包括但不仅限于TSA,VPA,丁酸钠,SAHA等);和
[0083] Erk 抑制剂。
[0084] 由此生成诱导的多能干细胞。
[0085] 在一些实施方案中,所述方法还包括针对多能干细胞特征对所述接触的细胞进行 筛选。
[0086] 在一些实施方案中,所述方法包括:
[0087] a)使所述细胞与以下相接触:
[0088]i.抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂;和
[0089]i i选自由以下组成的组的试剂:
[0090] L-型Ca通道激动剂(包括但不仅限于BayK);
[0091] cAMP途径活化剂(包括但不仅限于毛喉素);
[0092] DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂(包括但不仅限于RG108或5-氮杂-C);
[0093] 核受体配体(包括但不仅限于地塞米松);
[0094] GSK3抑制剂(包括但不仅限于CHIR99021);
[0095] MEK 抑制剂,
[0096] 16?0受体/^〇(5抑制剂(包括但不仅限于584315424-83-〇1,或2-(3-(6-甲基 吡啶-2-基)-1H-吡唑-4-基)-1,5-二氮杂萘),
[0097]HDAC抑制剂(包括但不仅限于TSA,VPA,丁酸钠,SAHA等);和
[0098] Erk 抑制剂。
[0099] 在一些实施方案中,所述方法还包括:
[0100] b)将一种或多种用于表达Klf多肽、Oct多肽、Myc多肽、和/或Sox多肽的表达 盒引入所述非多能细胞。
[0101] 在一些实施方案中,将Klf4和Oct 4引入所述细胞(且任选地,不引入Myc和 Sox) 〇
[0102] 本发明还提供哺乳动物和以下至少一种(例如,1、2、3、4或更多种)的混合物:
[0103] 抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂,
[0104]L-型Ca通道激动剂;
[0105] cAMP途径活化剂;
[0106] DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂;
[0107] 核受体配体;
[0108] GSK3 抑制剂;
[0109] MEK 抑制剂,
[0110] TGF0 受体/ALK5 抑制剂,
[0111] HDAC抑制剂;和
[0112] Erk 抑制剂。
[0113] 在一些实施方案中,所述混合物包括:
[0114] i.抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂,和
[0115] ii选自由以下组成的组的试剂:
[0116] L-型Ca通道激动剂;
[0117] cAMP途径活化剂;
[0118] DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂;
[0119] 核受体配体;
[0120] GSK3 抑制剂;
[0121] MEK 抑制剂,
[0122] TGF0 受体/ALK5 抑制剂,
[0123] HDAC抑制剂;和
[0124] Erk 抑制剂。
[0125] 在一些实施方案中,所述细胞包括用于表达Oct多肽的异源表达盒和用于表达 Sox多肽的异源表达盒。
[0126] 在一些实施方案中,所述细胞是非多能细胞。在一些实施方案中,所述细胞是成纤 维细胞。
[0127] 在一些实施方案中,用于表达Myc多肽的表达盒和用于表达Klf多肽的表达盒均 不引入至所述非多能细胞中。
[0128] 本发明还提供组合物,其包括抑制H3K9甲基化的试剂和选自由以下组成的组的 试剂:
[0129] L-型Ca通道激动剂;
[0130] cAMP途径活化剂;
[0131] DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂;
[0132] 核受体配体;
[0133] GSK3 抑制剂;
[0134] MEK 抑制剂,
[0135] TGF0 受体/ALK5 抑制剂,
[0136] HDAC抑制剂;和
[0137] Erk 抑制剂。
[0138] 本发明还提供试剂盒,其包括:
[0139] i.抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂;和
[0140] ii选自由以下组成的组的试剂:
[0141] L-型Ca通道激动剂;
[0142] cAMP途径活化剂;
[0143] DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂;
[0144] 核受体配体;
[0145] GSK3抑制剂;
[0146] MEK抑制剂,
[0147] TGF0受体/ALK5抑制剂,
[0148] HDAC抑制剂;和
[0149] Erk抑制剂。
[0150] 在一些实施方案中,所述试剂盒还包括哺乳动物细胞。
[0151] 本发明的一些实施方案在下文中直接以权利要求的形式描述:
[0152] 1.-种由哺乳动物非多能细胞生成诱导的多能干细胞的方法,所述方法包括:
[0153] a)将Oct多肽、Klf多肽、Myc多肽、和Sox多肽中的一种或多种引入所述非多能 细胞中;
[0154]b)使所述细胞与抑制H3K9甲基化或促进H3K9去甲基化的试剂相接触,由此生成 诱导的多能干细胞。
[0155] 2.权利要求1的方法,其中所述步骤a)包括使所述非多能细胞与一种或多种选自 Klf多肽、Oct多肽、Myc多肽、和Sox多肽的外源多肽相接触。
[0156]3.权利要求2的方法,其中所述步骤a)包括以下至少2个循环:
[0157]i.使所述非多能细胞与一种或多种选自Klf多肽、Oct多肽、Myc多肽、和Sox多 肽的外源多肽相接触;
[0158]ii.随后在缺乏所述外源多肽的条件下培养所述细胞。
[0159] 4.权利要求1的方法,其中所述步骤a)包括将用于表达Klf多肽、Oct多肽、Myc 多肽、和Sox多肽的一个或多个表达盒引入至所述非多能细胞中。
[0160]5.权利要求1的方法,其中将用于表达Oct多肽的表达盒和用于表达Sox多肽的 表达盒引入所述非多能细胞。
[0161]6.权利要求1的方法,其中所述引入步骤包括向所述非多能细胞中引入一个或多 个用于表达K1F多肽和Oct多肽的表达盒,其中用于Myc多肽和/或Sox多肽的表达盒不 引入至所述细胞中。
[0162] 7.权利要求1-6中任一项的方法,其中所述Klf多肽是Klf4且所述Oct多肽是 0ct4〇
[0163] 8.权利要求1-7中任一项的方法,其中所述非多能细胞是体细胞。
[0164]9.权利要求1-7中任一项的方法,其中所述非多能细胞是成纤维细胞。
[0165] 10.权利要求1-7中任一项的方法,其中用于表达Myc多肽的表达盒和用于表达 Klf多肽的表达盒均不引入所述非多能细胞中。
[0166]11.权利要求1-10中任一项的方法,其中所述引入步骤在体内进行。
[0167] 12.权利要求1-10中任一项的方法,其中所述引入步骤在体外进行。
[0168] 13?权利要求1-13中任一项的方法,还包括:
[0169] c)选择表现出多能干细胞特征的细胞。
[0170] 14.权利要求1-13中任一项的方法,其中所述非多能细胞获自动物;且所述诱导 的多能干细胞分化为需要的细胞类型。
[0171] 15.权利要求14的方法,其中将所述需要的细胞类型引入所述动物中。
[0172] 16.权利要求15的方法,其中所述动物是人。
[0173] 17.权利要求15的方法,其中所述动物是非人动物。
[0174] 18.权利要求13的方法,其中所选择的细胞不包括用于表达0ct4的外源表达盒。
[0175] 19.权利要求1-8中任一项的方法,其中所述试剂抑制H3K9甲基化。
[0176] 20.权利要求19的方法,其中抑制H3K9甲基化的所述试剂是BIX01294。
[0177] 21.权利要求1-20中任一项的方法,其中所述细胞是人细胞。
[0178] 22.权利要求1-20中任一项的方法,其中所述细胞是小鼠、狗、牛、猪、大鼠和非人 灵长类动物细胞。
[0179] 23.权利要求1-22中任一项的方法,其中所述非多能细胞是祖细胞。
[0180] 24.权利要求23的方法,其中所述祖细胞是神经祖细胞、皮肤祖细胞或毛囊祖细 胞。
[0181]25.权利要求1或4-24中任一项的方法,其中所述引入步骤包括引入下述:
[0182] 第一载体,其包含与第一表达盒可操作相连的启动子,所述第一表达盒包括编码 Klf4的多核苷酸;
[0183] 第二载体,其包含与第二表达盒可操作相连的启动子,所述第二表达盒包括编码 Sox2的多核苷酸;和
[0184] 第三载体,其包含与第三表达盒可操作相连的启动子,所述第三表达盒包括编码 c-Myc的多核苷酸。
[0185]26.权利要求1或4-25中任一项的方法,其中所述载体是反转录病毒质粒、慢病毒 质粒、腺病毒质粒、非病毒质粒、或附加型表达载体。
[0186]27.-种筛选诱导哺乳动物细胞重编程或去分化成为多能干细胞的试剂的方法, 所述方法包括:
[0187] a)将Oct多肽、Klf多肽、Myc多肽、和Sox多肽中的至少一种,但非全部引入非多 能细胞中,以产生转染的细胞;
[0188]b)使所述转染的细胞与不同试剂的文库相接触;
[0189] c)针对多能干细胞特征筛选所接触的细胞;和
[0190]d)使干细胞特征的形成与来自
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