用于提高干細胞再生能力的培養(yǎng)基組合物及使用它的干細胞培養(yǎng)方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及用于提高干細胞自我更新能力的培養(yǎng)基組合物，W及使用它培養(yǎng)干細 胞的方法，更具體地，設及用于培養(yǎng)干細胞的培養(yǎng)基組合物，所述培養(yǎng)基組合物可W提高干 細胞的自我更新能力，而不改變干細胞的大小和活性，使老年人的干細胞的自我更新能力 提高至與青少年的干細胞相當?shù)乃?，W及設及使用該培養(yǎng)基組合物培養(yǎng)干細胞的方法。
【背景技術】
[0002] 干細胞是指不僅具有自我復制能力還具有分化成至少兩種類型的細胞的能力的 細胞，干細胞可分為全能干細胞、多能干細胞(pluripotent stem cells)和專能干細胞 (multipotent stem cell)。全能干細胞是具有能夠發(fā)育成一個完整個體的全能性質(zhì)的細 胞，而運些性質(zhì)為卵母細胞和精子受精之后直到八細胞期的細胞所擁有。當運些細胞分離 并植入子宮時，它們可W發(fā)育成一個完整的個體。多能干細胞是能夠發(fā)育成外胚層、中胚層 和內(nèi)胚層來源的各種細胞和組織的細胞，來源于位于受精4-5天后生成的胚囊內(nèi)部的內(nèi)細 胞群。運些細胞被稱為"胚胎干細胞"，可W分化成各種其他組織細胞，但不能形成新的活生 物體。專能干細胞是能夠分化成僅特異于包含運些細胞的組織和器官的干細胞，專能干細 胞不僅參與胎兒期、新生兒期和成體期的各種組織和器官的生長和發(fā)育，還參與成體組織 的穩(wěn)態(tài)維持和組織損傷后誘發(fā)再生的功能。組織特異性專能細胞統(tǒng)稱為"成體干細胞"。
[0003] 通過收獲來自人體各種器官的細胞W使所述細胞發(fā)育成干細胞而獲得的成體干 細胞具有僅分化成特異性組織的特征。然而，近年來，用于使成體干細胞分化成包括肝細胞 等各種組織的試驗取得顯著成功，運成為了熱點。特定而言，在再生醫(yī)學領域進行了努力W 使用細胞再生組織和器官并恢復它們由于疾病或事故等喪失的功能。在再生醫(yī)學領域頻繁 使用的方法包括步驟:從患者采集干細胞、血液來源的單核細胞或骨髓來源的單核細胞，通 過試管培養(yǎng)誘導細胞增殖和/或分化，并通過移植將所選擇的未分化(干細胞和/或組細胞） 和/或分化細胞引入患者體內(nèi)。因此，預期現(xiàn)有通過藥物或外科手術來治療疾病的經(jīng)典方法 將被如上所述的用健康細胞、組織或器官來替代受損細胞、組織或器官的細胞/組織替代療 法所取代，并且因此干細胞的用途將進一步增加。
[0004] 因此，目前正在研究干細胞的各種功能。特別是，由于使用間充質(zhì)干細胞的細胞治 療技術開始受到關注，已經(jīng)開發(fā)出用于改善從人體中分離的間充質(zhì)干細胞W適合于治療目 的的技術(WO 2006/019357、韓國專利0795708和韓國專利0818214)。
[0005] 同時，人體器官的功能或細胞自我更新的能力隨著年齡的增長而降低。類似于運 樣的現(xiàn)象，當干細胞在體外反復培養(yǎng)或被外部因素刺激時，干細胞的功能和形態(tài)會改變。換 言之，細胞從體外培養(yǎng)開始的那一刻，細胞就開始失去其功能并進入衰老狀態(tài)，即使該功能 的損失幾乎是不可察覺的。因為細胞運樣的特性，優(yōu)選使用早期細胞用于基因治療，并且還 優(yōu)選使用即使已將干細胞培養(yǎng)長時間后仍不顯著改變它們的特性，如增殖能力、分化能力、 表型、形態(tài)和活性的干細胞，因此，對運樣的細胞正在進行研究(BMC Cell Biology 2006， 7:14,Ageing Research Reviews 5,2006,91116)。
[0006] 因此，為發(fā)現(xiàn)可W提高干細胞的自我更新能力而即使當將干細胞反復培養(yǎng)時也不 改變干細胞特性(如形態(tài)或活性）的培養(yǎng)基成分，本發(fā)明人進行了廣泛的努力。結果本發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)，當在含有apelin的培養(yǎng)基組合物中培養(yǎng)干細胞時，干細胞的自我更新能力得W提 高，從而完成了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個目的是提供一種用于提高干細胞自我更新能力的培養(yǎng)基組合物，它 可W將老年人的干細胞的自我更新能力提高至與青少年的干細胞相當?shù)乃?，W及提供一 種使用該培養(yǎng)基組合物培養(yǎng)干細胞的方法。
[000引為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種培養(yǎng)干細胞的培養(yǎng)基組合物，其含有apelin。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種用于提高干細胞自我更新能力的方法，該方法包括在含有 apel in的培養(yǎng)基組合物中培養(yǎng)干細胞的步驟。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和實施方式將通過W下詳細描述和所附權利要求更加清楚。
【附圖說明】
[0011] 圖1示出通過用實施例1中所述的培養(yǎng)基培養(yǎng)從40多歲、50多歲和60多歲的人中分 離的脂肪干細胞，傳代3次，并在細胞培養(yǎng)后達4天用顯微鏡觀察在每種培養(yǎng)基中的細胞形 態(tài)所獲得的顯微照片。
[0012] 圖2是示出通過用實施例1中所述的培養(yǎng)基培養(yǎng)從40多歲、50多歲和60多歲的人中 分離的脂肪干細胞，傳代3次，并測量在細胞培養(yǎng)后達4天在每種培養(yǎng)基中的細胞存活力所 獲得的脂肪干細胞的存活力的圖表。
[0013] 圖3是示出通過用實施例1中所述的培養(yǎng)基培養(yǎng)從40多歲、50多歲和60多歲的人中 分離的脂肪干細胞，傳代3次，并測量在細胞培養(yǎng)后達4天在每種培養(yǎng)基中的細胞大小所獲 得的脂肪干細胞的大小的圖表。
[0014] 圖4是示出通過用實施例1中所述的培養(yǎng)基培養(yǎng)從40多歲、50多歲和60多歲的人中 分離的脂肪干細胞，傳代3次，并測量在細胞培養(yǎng)后達4天在每種培養(yǎng)基中的細胞CP化(細胞 群體倍增水平)所獲得的脂肪干細胞的CP化圖表。
【具體實施方式】
[0015] 除非另有定義，否則本文中使用的所有技術和科學術語具有與本發(fā)明所屬領域的 技術人員通常理解相同的含義?？傮w上，在本文中所使用的命名法是技術領域公知且通常 使用的。
[0016] 如本文所用，術語"干細胞"是指不僅具有自我復制能力，而且也具有分化成至少 兩種類型的細胞的能力的細胞。"成體干細胞"是指無論是在發(fā)育過程后形成胚胎的每個器 官的階段或是在成體階段都存在的干細胞。
[0017] 如本文所用，術語"間充質(zhì)干細胞"是指從人或哺乳動物組織中分離的并且可W源 自各種組織的未分化的干細胞。具體地，間充質(zhì)干細胞可W是廝帶源性的間充質(zhì)干細胞、廝 帶血源性的間充質(zhì)干細胞、骨髓源性間充質(zhì)干細胞、脂肪源性間充質(zhì)干細胞、肌肉源性間充 質(zhì)干細胞、神經(jīng)源性間充質(zhì)干細胞、皮膚源性間充質(zhì)干細胞、羊膜源性間充質(zhì)干細胞或胎盤 源性間充質(zhì)干細胞。從每種組織中分離干細胞的技術是本領域已知的。
[0018] 如本文所使用，"脂肪組織源性間充質(zhì)干細胞"是從脂肪組織中分離的未分化的成 體干細胞，并且在本文中也稱為"脂肪源性成體干細胞"、"脂肪干細胞"或"脂肪源性干細 胞"。運些細胞可W根據(jù)本領域中已知的任何常規(guī)方法獲得。分離脂肪組織源性間充質(zhì)干細 胞的方法可W是，例如，如下所述。即，可W通過培養(yǎng)由抽脂法得到的含有脂肪的懸浮液(在 生理鹽水中），然后或者收集經(jīng)膜蛋白酶處理而貼附于培養(yǎng)容器如燒瓶的干細胞層，或者用 刮刀摩擦而直接收集懸浮在少量生理鹽水中的那些來分離脂肪源性間充質(zhì)干細胞。
[0019] 如本文所用，表述"不改變干細胞的大小"指干細胞的形態(tài)或大小保持與在培養(yǎng)基 組合物中培養(yǎng)的干細胞類似。
[0020] 如本文所用，術語"培養(yǎng)基"或"培養(yǎng)物培養(yǎng)基"意指在體外培養(yǎng)條件下能夠支持干 細胞的生長和存活的培養(yǎng)基，并旨在包括本領域中已知的所有常規(guī)的適合于干細胞培養(yǎng)的 培養(yǎng)基。此外，在本發(fā)明中使用的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件可W根據(jù)待培養(yǎng)的細胞類型來選擇。
[0021] 如本文所用，術語"增殖"意指細胞數(shù)的增加，并且與增長具有相同的含義。
[0022] 如本文所用，表述"自我更新能力"意指細胞自身能夠復制出與自身相同的復制物 的能力。當細胞自我更新的能力提高時，細胞增殖的能力也提高。
[0023] 如本文所用，術語"傳代培養(yǎng)"意指細胞的一部分通過轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)容器中后， 通過將培養(yǎng)基更換，定期傳代而培養(yǎng)細胞，W長期持續(xù)培養(yǎng)健康狀態(tài)的細胞。隨著細胞數(shù)量 在培養(yǎng)容器的有限空間中增加，在經(jīng)過預定時間后，細胞會由于養(yǎng)分耗竭或廢物積累而自 然死亡，因此，傳代培養(yǎng)用于增加健康細胞的數(shù)目，通常情況下，傳代1次意指通過培養(yǎng)基 (培養(yǎng)容器)的一次更換或細胞群中的一次分離來培養(yǎng)?？蒞使用本領域中已知的任何傳代 培養(yǎng)的方法而沒有任何限制，但也可W優(yōu)選機械或酶分離方法。
[0024] 干細胞存在的問題在于，當細胞被反復培養(yǎng)或接收到外部刺激時，細胞的形態(tài)或 大小被微小改變，并且細胞的自我更新能力和端粒酶活性降低，即，細胞進入衰老。因為細 胞的自我更新能力和端粒酶活性在培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)基之間是不同的，重要的是在不降低細 胞的自我更新能力或端粒酶活性W及即使反復培養(yǎng)細胞時也不顯著改變細胞特征的培養(yǎng) 基組合物中培養(yǎng)干細胞。換句話說，重要的是在延遲或減輕細胞衰老或維持細胞的初始狀 態(tài)的培養(yǎng)基組合物中培養(yǎng)干細胞。
[0025]