丁酸钠的用途及含有丁酸钠的培养体系

摘要

提供了一种包含丁酸钠的组合物及其促使人造血祖细胞向人造血干细胞转变的用途。在脐带血造血干细胞扩增培养过程中，加入细胞因子的同时加入丁酸钠，能够既增加造血干细胞数量，又提高造血干细胞CFU集落形成能力，使造血干细胞处于增殖不分化的状态，达到临床移植需求。

权利要求

1.一种促进造血祖细胞向造血干细胞转变的方法，其特征在于，以培养体系对CD34+CD90-和CD34+CD45RA+脐带血造血祖细胞进行培养；

所述培养体系包括StemSpan SFEMII培养基、丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L，其中，所述丁酸钠浓度为1μmol/L；

所述TPO的浓度为50ng/mL；

所述SCF的浓度为100ng/mL；

所述FLT3L的浓度为100ng/mL。

说明书

丁酸钠的用途及含有丁酸钠的培养体系

技术领域

[0001] 本发明涉及造血干细胞技术领域，特别涉及丁酸钠的用途及含有丁酸钠的培养体系。

背景技术

[0002] 造血干细胞是成体内极其重要的一类干细胞，尽管其仅占人体血细胞比例不到万分之一，但具备极强的自我更新能力和分化能力，能长期重建机体整个血液系统和免疫系统，具备各世系血细胞和免疫细胞的分化潜能。因此，造血干细胞被广泛应用于白血病、淋巴瘤等恶性血液疾病的临床治疗。不仅如此，造血干细胞移植还能帮助治疗代谢性疾病、先天性免疫缺陷、糖尿病等病症。据统计，每年全世界有超过40，000例造血干细胞移植手术。目前，造血干细胞的供体主要来源于患者自体或者与患者HLA匹配的捐献者的骨髓和动员的外周血造血干细胞。尽管该移植技术疗效很好，但由于其存在HLA配型的严格配对要求，仍有大约70％的患者不能获得合适的供体而无法接受治疗；即使接受了治疗，多数患者也会经受程度各异的移植物抗宿主病(GVHD)的折磨。脐带血造血干细胞对于HLA配型的要求相对较低，且免疫原性低，再加上其获取方便、来源丰富，逐渐成为造血干细胞移植供体的一大来源。然而由于单份脐带血所含造血干细胞数量少，仅能满足体重35公斤以下的儿童移植一次，不足以短时间内重建成人患者的造血系统和免疫系统，从而增高机会性感染致死率，因此临床急需一种增加脐带血造血干细胞数量的方法。

[0003] 造血祖细胞是一类自我更新能力和分化潜能低于造血干细胞的细胞类型，虽然表达CD34表面抗原，但不表达造血干细胞特异的CD90表面分子，而为CD45RA阳性。因此，可以利用CD90和CD45RA区分造血干细胞和造血祖细胞。造血祖细胞具备短期(不到一个月)的体内移植能力，能分化为红细胞、淋巴细胞、髓系细胞等多种血液细胞。由于其不具备长期移植重建受体血液系统的能力，常常被排除在血液细胞移植治疗恶性血液病的手术之外。但造血祖细胞体内含量远远高于造血干细胞(0.03％vs 0.0001％)，若能够将造血祖细胞转变为造血干细胞，则将大大拓宽造血干细胞的供体来源。

[0004] 表观修饰在调控细胞命运方面具有重要作用。基因座的甲基化、乙酰化，组蛋白的各类基团修饰直接影响邻近区域基因的开放程度和转录因子结合难度，进而调控基因的表达，完成对细胞状态及命运的调节。因此，表观修饰在更高的层面上影响细胞功能。人们研发了许多表观修饰物来改变细胞命运。近年研究发现表观修饰物对人造血干细胞的体外扩增也有明显促进作用。丁酸钠在细胞重编程领域也引起高度重视，因其能够促进细胞命运改变，被用作IPS制备的催化剂。

发明内容

[0005] 针对相关技术中的上述技术问题，本发明提供了丁酸钠的用途及含有丁酸钠的培养体系。本发明研究表明，丁酸钠能够促进造血祖细胞向造血干细胞转变，且能够显著提高造血干细胞体外扩增所得的细胞总量。

[0006] 本发明提供了丁酸钠在促进造血祖细胞向造血干细胞转变中的应用。

[0007] 本发明提供了，丁酸钠在制备造血干细胞中的应用。

[0008] 本发明提供了，丁酸钠和造血祖细胞在制备造血干细胞中的应用。

[0009] 本发明还提供了一种组合物，其由丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L组成。

[0010] 一种促进造血祖细胞向造血干细胞转变的组合物，其由丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L组成。

[0011] 一种促进造血干细胞体外扩增的组合物，其由丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L组成。

[0012] 本发明实施例中，本发明提供的组合物作为培养基的添加剂，用于促进造血祖细胞向造血干细胞转变和促进造血干细胞扩增。其中，丁酸钠的溶液以无菌ddH2O配置，母液浓度为200mol/L。

[0013] 一些实施例中，本发明提供的组合物中，所述丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L的质量比为(5500～22000)：(30～70)：(80～120)：(90～110)。

[0014] 一些具体实施例中，所述组合物中丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L的质量比为5500：30：80：90。

[0015] 一些具体实施例中，所述组合物中丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L的质量比为11000：50：100：100。

[0016] 一些具体实施例中，所述组合物中丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L的质量比为22000：70：120：110。

[0017] 另一些实施例中，本发明提供的组合物中，所述丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L的质量比为(10～200)：(30～70)：(80～120)：(90～110)。

[0018] 一些实施例中，所述组合物中丁酸钠、TPO、SCF和FLT3L的质量比为110：50：100：100。

[0019] 本发明所述的组合物在促进造血祖细胞向造血干细胞转变中的应用。

[0020] 本发明所述的组合物在制备造血干细胞中的应用。

[0021] 本发明所述的组合物和造血祖细胞在制备造血干细胞中的应用。

[0022] 本发明所述的组合物在促进造血干细胞扩增中的应用。

[0023] 本发明提供了扩增造血干细胞的培养体系，包括细胞培养基，所述细胞培养基含有丁酸钠。

[0024] 所述丁酸钠分子式为C4H7NaO2，分子量为110.0869。

[0025] 进一步地，所述扩增造血干细胞培养基中，丁酸钠的浓度为50～200μmol/L。

[0026] 进一步地，所述扩增造血干细胞的培养基中，丁酸钠的浓度为100μmol/L。

[0027] 本发明提供了一种培养体系，其包括基础培养基和本发明所述的组合物。

[0028] 本发明还提供了一种促进造血干细胞扩增的培养体系，其包括基础培养基和本发明所述的组合物。

[0029] 本发明还提供了一种促进造血祖细胞向造血干细胞转变的培养体系，其包括基础培养基和本发明所述的组合物。

[0030] 本发明提供的培养体系中，所述丁酸钠的浓度为1μmol/L～200μmol/L。一些实施例中，所述丁酸钠的浓度为1μmol/L、50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L。

[0031] 本发明所述的培养体系中：

[0032] 所述TPO的浓度为30ng/mL～70ng/mL；

[0033] 所述SCF的浓度为80ng/mL～120ng/mL；

[0034] 所述FLT3L的浓度为90ng/mL～110ng/mL。

[0035] 实施例中，

[0036] 本发明所述的培养体系中：

[0037] 所述丁酸钠的浓度为1μmol/L～200μmol/L；

[0038] 所述TPO的浓度为30ng/mL～70ng/mL；

[0039] 所述SCF的浓度为80ng/mL～120ng/mL；

[0040] 所述FLT3L的浓度为90ng/mL～110ng/mL。

[0041] 本发明所述的培养体系其制备方法为，在StemSpan SFEM II培养基中，加入本发明提供的组合物直至各组分的浓度为本发明所述的浓度。本发明所述组合物可为干粉，其可为各组分的混合物或各组分分别单独存在。所述组合物亦可为溶液，或称为母液。所述母液中包括组合物的全部或部分组分。丁酸钠母液的溶剂为无菌ddH2O，TPO、SCF和FTL3L母液的溶剂为0.1％BSA。

[0042] 一些实施例中，所述TPO的浓度为30ng/mL；所述SCF的浓度为80ng/mL；所述FLT3L的浓度为90ng/mL。

[0043] 一些实施例中，所述TPO的浓度为50ng/mL；所述SCF的浓度为100ng/mL；所述FLT3L的浓度为100ng/mL。

[0044] 一些实施例中，所述TPO的浓度为70ng/mL；所述SCF的浓度为120ng/mL；所述FLT3L的浓度为110ng/mL。

[0045] 本发明中，所述基础培养基为StemPro、RPMI1640、IMDM、α-MEM或StemSpan SFEM II。一些实施例中，所述基础培养基为StemSpan SFEM II。

[0046] 一些具体实施例中，本发明提供的培养体系包括StemSpan SFEM II培养基、1μmol/L丁酸钠、50ng/mL TPO、100ng/mL SCF和100ng/mL FLT3L。

[0047] 一些具体实施例中，本发明提供的培养体系包括StemSpan SFEM II培养基、50μmol/L丁酸钠、30ng/mL TPO、80ng/mL SCF和90ng/mL FLT3L。

[0048] 一些具体实施例中，本发明提供的培养体系包括StemSpan SFEM II培养基、100μmol/L丁酸钠、50ng/mL TPO、100ng/mL SCF和100ng/mL FLT3L。

[0049] 一些具体实施例中，本发明提供的培养体系包括StemSpan SFEM II培养基、200μmol/L丁酸钠、70ng/mL TPO、120ng/mL SCF和110ng/mL FLT3L。

[0050] 本发明所述的培养体系在促进造血祖细胞向造血干细胞转变中的应用。

[0051] 本发明所述的培养体系在制备造血干细胞中的应用。

[0052] 本发明所述的培养体系和造血祖细胞在制备造血干细胞中的应用。

[0053] 本发明所述的培养体系在促进造血干细胞扩增中的应用。

[0054] 本发明还提供了一种促进造血祖细胞向造血干细胞转变的方法，其以本发明所述的培养体系对造血祖细胞进行培养。

[0055] 本发明提供的方法中，所述造血祖细胞为CD34+CD90-和CD34+CD45RA+脐带血造血祖细胞。

[0056] 本发明提供的方法中，所述培养接种的CD34+CD90-细胞密度为0.1×104cells/mL～10×104cells/mL，CD34+CD45RA+细胞密度为0.1×104cells/mL～10×104cells/mL。

[0057] 一些具体实施例中，所述培养接种的CD34+CD90-细胞密度为0.55×104cells/mL，CD34+CD45RA+细胞密度为0.13×104cells/mL。

[0058] 所述培养的条件为37℃,5％CO2，培养时长为5～10天。

[0059] 本发明还提供了一种扩增造血干细胞的方法，其以本发明所述的培养体系对造血干细胞进行培养。

[0060] 本发明所述的方法中，所述造血干细胞为脐带血造血干细胞；接种的密度为0.1×4 4 4
10cells/mL～10×10cells/mL。一些具体实施例中，所述接种的密度为1×10cells/mL。

[0061] 所述造血干细胞的体外扩增方法具体包括：获取新鲜血样造血干细胞为样本细胞，采用上述所述的扩增造血干细胞的培养体系进行体外扩增培养，得到造血干细胞。通常，造血干细胞的新鲜血样可来源于骨髓、外周血及脐带血。所述培养的条件为37℃,5％CO2。每隔2天补加新鲜的本发明提供的培养基及组合物。培养5～10天扩增倍数为4～20倍。

[0062] 本发明提供了丁酸钠在促进造血干细胞扩增中的应用。研究表明，在脐带血造血干细胞扩增培养过程中，加入细胞因子的同时加入丁酸钠，达到了既增加造血干细胞数量同时又提高造血干细胞CFU集落形成能力的效果，使得造血干细胞能够处于增殖不分化的状态，进而达到临床移植需求。本发明的操作简便，成本低廉，得到的造血干细胞数量更多，解决了现有技术中造血干细胞扩增率低、易分化等缺陷。

[0063] 丁酸钠通过表观修饰的调节有望将造血祖细胞诱导为造血干细胞，并且能实现体外扩增造血干细胞，可应用于脐带血、胎盘血、外周血、骨髓来源的造血干细胞；利用丁酸钠和人造血祖细胞制备的造血干细胞数量多，且具备各谱系分化潜能，能够为临床应用提供造血干细胞供体。

附图说明

[0064] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0065] 图1a是CD34+CD90-祖细胞培养5天后的造血干细胞流式检测图(DMSO为对照组)；

[0066] 图1b是CD34+CD45RA+祖细胞培养5天后的造血干细胞流式检测图(DMSO为对照组)；

[0067] 图2a是CD34+CD90-祖细胞培养5天后的造血干细胞比例和数目统计图(DMSO为对照组)；

[0068] 图2b是CD34+CD45RA+祖细胞培养5天后的造血干细胞比例和数目统计图图(DMSO为对照组)；

[0069] 图3是各浓度丁酸钠作用下，脐带血造血干细胞各样本在第7天的细胞总数量和CD34+细胞总数量统计的结果图；

[0070] 图4是各浓度丁酸钠作用下，脐带血造血干细胞各样本在第7天的CD34+CD45RA-和CD34+CD90+细胞总数量统计的结果图；

[0071] 图5是各浓度丁酸钠作用下，脐带血造血干细胞代表性样本在第7天的CD34表面抗原表达情况分析图；

[0072] 图6是各浓度丁酸钠作用下，脐带血造血干细胞代表性样本在第7天的CD34、CD45RA表面抗原表达情况分析图；

[0073] 图7是各浓度丁酸钠作用下，脐带血造血干细胞代表性样本在第7天的CD34、CD90表面抗原表达情况分析图；

[0074] 图8是倒置显微镜下各谱系集落形成代表图，其中a图为CFU-E；b图为CFU-G；c图为CFU-M；d图为CFU-GM；e图为CFU-GEMM；

[0075] 图9是各浓度丁酸钠培养第7天脐带血造血干细胞样本各谱系集落形成单位数量分析图。

具体实施方式

[0076] 本发明公开了一种颗粒组合物及其制备方法、制剂，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

[0077] 一种利用人造血祖细胞制备人造血干细胞的方法，包括以下步骤：

[0078] S1从人脐带血获取CD34+CD90-和CD34+CD45RA+脐带血造血祖细胞；

[0079] S2将所述CD34+CD90-和CD34+CD45RA+脐带血造血祖细胞悬浮接种于脐带血造血干细胞专用转变培养基中培养，所述脐带血造血干细胞专用转变培养基采用StemSpan SFEM II无血清培养基，添加100ng/ml SCF，100ng/ml FLT3，50ng/ml TPO；初始细胞接种密度为：CD34+CD90-细胞为0.1×104cells/mL～10×104cells/mL，CD34+CD45RA+细胞为0.1×104cells/mL～10×104cells/mL；添加丁酸钠1μM；置于37℃,5％CO2培养箱培养。

[0080] 本发明所述的利用人造血祖细胞制备人造血干细胞的方法，还进一步包括：

[0081] S3根据细胞培养状态，每隔2天补加所述脐带血造血干细胞专用转变培养基500μl，5～10天获得数量较多的细胞，扩增倍数为4～20倍。

[0082] 本发明所述方法中，步骤S1所述的从人脐带血获取CD34+CD90-和CD34+CD45RA+脐带血造血祖细胞进一步包括以下步骤：

[0083] S11获取外周血单个核细胞PBMC；

[0084] S12利用磁珠分选MACS从上述PBMC中获得CD34+脐带血造血干、祖细胞；和[0085] S13将CD34+细胞利用流式抗体CD34、CD90、CD45RA染色半小时，通过流式分选仪分选得到CD34+CD90-和CD34+CD45RA+造血祖细胞。

[0086] 本发明所述方法中，步骤S11所述的获取外周血单个核细胞PBMC进一步包括以下步骤：

[0087] S111用含肝素钠等抗凝剂的一次性血袋采集脐带血80～120ml，将脐带血由血袋转移至500ml培养瓶中，加生理盐水稀释2～3倍，混匀后逐滴加入0.4倍体积淋巴细胞分离液中；

[0088] S112置于离心管中以1500～2000rpm/分钟离心20分钟，因密度不同离心管中由上到下分为四层：第一层为血浆层，第二层为环状乳白色单个核细胞层PBMC，第三层为透明分离液层，第四层为红细胞层；

[0089] S113用吸管吸取第二层环状乳白色单个核细胞层PBMC到另一50ml离心管中，补加生理盐水，1500～2000rpm/分钟离心5～10分钟；和

[0090] S114弃上清，加生理盐水重悬，1500～2000rpm/分钟离心5～10分钟，弃上清，得到PBMC细胞团块。

[0091] 本发明所述方法中，所述的步骤S12进一步包括：

[0092] S121每份脐带血PBMC采用50ul人CD34+磁珠和50ul FcR阻滞剂及150ul 0.5％BSA的混合液重悬，4℃孵育30分钟；

[0093] S122同时将磁铁和磁力架至于超净台中紫外线照射30分钟；

[0094] S123加入10ml无菌PBS,混匀后，1500～2000rpm/分钟离心5～10分钟，弃上清；

[0095] S124将MACS专用吸附柱放进磁铁中，加入500ul 0.5％BSA润洗，流出的液体用15ml管接住；

[0096] S125用500ul 0.5％BSA重悬步骤S123中PBMC团块，混匀，转移到MACS专用吸附柱中，待液体完全流出；

[0097] S126用500ul 0.5％BSA洗涤3次，取下吸附柱，置于15ml管中；和[0098] S127加入1ml 0.5％BSA，用活塞把液体推入15ml管中，所得液体即含CD34+脐带血造血干、祖细胞；和

[0099] S128稀释，计数。

[0100] 本发明所述方法中，所述的步骤S127中，用冻存保护剂二甲亚砜DMSO将所得的液体冻存于液氮中。

[0101] 本发明中所述造血干细胞的体外扩增方法，具体包括以下步骤：

[0102] S1：将丁酸钠溶解于无菌ddH2O中，得到丁酸钠浓储溶液；

[0103] S2：将步骤S1中得到的丁酸钠浓储溶液添加到StemSpan SFEM II基本培养基中，得到细胞培养基；

[0104] S3：获取新鲜血样造血干细胞接种至步骤S2得到的细胞培养基中进行扩增培养，得到更大数量的造血干细胞。

[0105] 进一步地，所述S1中所述丁酸钠的纯度≥98.5％，GC,所述丁酸钠浓储溶液的浓度为200mol/L，扩增时直接使用浓储溶液并根据样本体积进行稀释，浓储溶液须放置于-20℃保存。

[0106] 进一步地，所述步骤S3进一步包括以下步骤：

[0107] S31：利用淋巴细胞分离液将新鲜血样分离得到单个核细胞，通过MACS分选得到CD34+细胞，即造血干细胞，随后将造血干细胞储存于液氮中；

[0108] S32：扩增培养前，先将造血干细胞解冻，加生理盐水重悬洗涤再离心，收集得到造血干细胞。

[0109] 本发明的另一个方面，上述扩增造血干细胞的培养体系在以新鲜血样造血干细胞为样本细胞制备造血干细胞中的用途。

[0110] 进一步地，所述步骤S3中的培养条件为：在37℃，CO2浓度为5％的条件下培养。

[0111] 进一步地，所述步骤S3中的培养时间为5-10天。

[0112] 丁酸钠通过表观修饰的调节有望将造血祖细胞诱导为造血干细胞，进而实现体外扩增造血干细胞，可应用于脐带血、胎盘血、外周血、骨髓来源的造血干细胞；利用人造血祖细胞制备的造血干细胞数量高，且具备各谱系分化潜能，能够为临床应用提供造血干细胞供体。

[0113] 本发明通过添加丁酸钠显著提高了脐带血造血干细胞体外扩增所得的细胞总量，为更广泛的临床试验提供了前期技术基础；扩增后的造血干细胞含有更高比例的CD34+CD90+细胞群，且具有更优异的CFU集落形成能力，表明这些造血干细胞更加原始，具有更强的重建血液系统的分化潜能，可以更有效地支持临床治疗需要；使得造血干细胞体外扩增更简便安全和高效。

[0114] 本发明中，所述造血干细胞是一类具有自我更新能力和分化能力，能向各类血细胞分化，在体内能长期重建受体整个血液系统和免疫系统的细胞，其表达CD34和CD90表面抗原，不表达CD45RA，即为CD34+CD90+CD45RA-，本发明中CD34+CD90+和CD34+CD45RA-均代表造血干细胞。

[0115] 本发明中，所述造血祖细胞是一类自我更新能力和分化能力低于造血干细胞的细胞类型，能向多种血细胞分化，但在体内不能长期重建受体整个血液系统和免疫系统，虽然表达CD34表面抗原，但不表达造血干细胞特异的CD90表面分子，而CD45RA阳性，即为CD34+CD90-CD45RA+，本发明中CD34+CD90-和CD34+CD45RA+均代表造血祖细胞。

[0116] 本发明中，所述转变，亦可称为转化，即造血祖细胞向造血干细胞转化；也可以称为是重编程，即造血祖细胞重编程为造血干细胞。所述重编程是指使造血祖细胞逆转恢复到造血干细胞的状态。

[0117] 本发明中，所述扩增是指将造血干细胞进行培养，使其数量得到增加的过程。本发明中，经过本发明提供的培养体系对造血干细胞进行扩增培养后，细胞数量可以得到17倍以上的扩增。本发明中，所述组合物是指小分子化合物丁酸钠，以及生长因子TPO、SCF和FLT3L的组合。本发明所述组合物中的各组分可以各自独立存在，也可相互混合，本发明对此不做限定。各组分可以为溶液也可为粉末。在本发明中，各组分以溶液形式存在，各组分相互独立。

[0118] 本发明中，所述培养体系是指体外条件下培养细胞的营养物质，亦可称为培养基。本发明所述的培养体系可于使用前现配现用，也可制成成品长期储存。

[0119] 本发明中，所述基础培养基是指能够实现造血干细胞扩增或生长的所需基本营养物质的培养基。本发明所述的基础培养基可为粉末状也可为培养液。

[0120] 本发明采用的试材、试剂或实验器材皆为普通市售品，皆可于市场购得。具体地，关于下面实施例中涉及的原料生产厂家如下表(表1)：

[0121] 表1 原料信息

[0122]试剂名称 品牌
青链霉素 GIBCO
淋巴细胞分离液(ficoll) GE
生理盐水 石家庄四药
胶原酶Ⅰ gibco
CD34+磁珠 美天旎

[0123] StemSpan SFEM II是无血清培养基，生产厂商为StemCell Technologies，货号为09655；

[0124] 重组人干细胞因子rhSCF(recombined human stem cell factor)，生产厂商为Stemimmune LLC，货号为HHM-SF-1000；

[0125] 重组人血小板生成素rhTPO(recombined human thrombopoietin)，生产厂商为Stemimmune LLC，货号为HHM-TP-0100；

[0126] 重组人FMS样酪氨酸激酶3配体rhFLT3L(recombined human FMS-like tyrosine kinase 3 ligand)，生产厂商为Stemimmune LLC，货号为HHM-FT-1000；

[0127] 丁酸钠，生产厂商为Sigma-Aldrich；

[0128] 外周血单个核细胞PBMC(peripheral blood mononuclear cell)

[0129] MACS：磁珠分选；

[0130] DMSO：二甲亚砜；

[0131] PBS:磷酸盐缓冲液；

[0132] MethoCultTM GF H4435，是半固体培养基；

[0133] CFU-E全称Conoly Forming Unit of Erythrocyte，中文名为红细胞集落形成单位；

[0134] CFU-G全称Conoly Forming Unit of Granulocyte，中文名为粒细胞集落形成单位；

[0135] CFU-M全称Conoly Forming Unit of Macrophage，中文名为巨噬细胞集落形成单位；

[0136] CFU-GM全称Conoly Forming Unit of Granulocyte-Macrophage，中文名为粒细胞-巨噬细胞集落形成单位；

[0137] CFU-GEMM全称Conoly Forming Unit of granulocyte,erythrocyte,macrophage/monocyte,megakaryocyte，混合集落，其中文名为粒细胞，红细胞，巨噬/单核细胞，巨核细胞集落形成单位；

[0138] BFU-E全称Burst Forming Unit of Erythrocyte,中文名为爆发式红细胞集落形成单位。

[0139] 下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明本发明。

[0140] 实施例1：

[0141] 利用人脐带血造血干细胞专用转变培养基由造血祖细胞获得大量的脐带血造血干细胞，包括如下步骤：

[0142] 1.获取外周血单个核细胞(PBMC)。

[0143] (1)用一次性血袋(含肝素钠等抗凝剂)采集脐带血80～120ml，将脐带血由血袋转移至500ml培养瓶中，加生理盐水稀释2～3倍，混匀后逐滴加入0.4倍体积淋巴细胞分离液中，注意不要破坏界面。

[0144] (2)1500～2000rpm/分钟离心20分钟，因密度不同离心管中由上到下分为四层：第一层为血浆层，第二层为环状乳白色单个核细胞层(PBMC)，第三层为透明分离液层，第四层为红细胞层。

[0145] (3)用吸管小心吸取第二层环状乳白色单个核细胞层(PBMC)到另一50ml离心管中，补加生理盐水，1500～2000rpm/分钟离心5～10分钟。

[0146] (4)弃上清，加生理盐水重悬，1500～2000rpm/分钟离心5～10分钟，弃上清，得到PBMC细胞团块。

[0147] 2.利用磁珠分选(MACS)从上述PBMC中获得CD34+脐带血造血干、祖细胞。

[0148] (1)每份脐带血PBMC采用50ul人CD34+磁珠和50ul FcR阻滞剂(blocker reagent)及150ul 0.5％BSA的混合液重悬，4℃孵育30分钟。

[0149] (2)与此同时，将磁铁和磁力架至于超净台中紫外线照射30分钟。

[0150] (3)加入10ml无菌PBS,混匀后，1500～2000rpm/分钟离心5～10分钟，弃上清。

[0151] (4)将MACS专用吸附柱放进磁铁中，加入500ul 0.5％BSA润洗，流出的液体用15ml管接住。

[0152] (5)500ul 0.5％BSA重悬步骤(3)中PBMC团块，混匀，转移到MACS专用吸附柱中，待液体完全流出。

[0153] (6)500ul 0.5％BSA洗涤3次，取下吸附柱，置于15ml管中。

[0154] (7)加入1ml 0.5％BSA,用活塞把液体推入15ml管中，所得液体即含CD34+脐带血造血干、祖细胞。

[0155] (8)稀释，计数，如要必要，用冻存保护剂二甲亚砜(DMSO)将上述液体冻存于液氮中。

[0156] 3.将CD34+细胞利用流式抗体CD34、CD90、CD45RA染色半小时，通过流式分选仪分选得到CD34+CD90-和CD34+CD45RA+造血祖细胞。

[0157] 4.所述CD34+CD90-和CD34+CD45RA+脐带血造血祖细胞悬浮接种于脐带血造血干细胞专用转变培养基中培养。采用StemSpan SFEM II无血清培养基，添加100ng/ml SCF，100ng/ml FLT3，50ng/ml TPO；24孔板中细胞接种密度为：CD34+CD90-细胞为0.55×104/孔，CD34+CD45RA+细胞为0.13×104/孔；化合物B(丁酸钠)添加至1μM，对照组添加DMSO(0.1％)；置于37℃,5％CO2培养箱培养。

[0158] 转变培养基：StemSpan SFEM II无血清培养基+100ng/ml SCF+100ng/ml FLT3+50ng/ml TPO+1μM丁酸钠；

[0159] 对照组培养基：StemSpan SFEM II无血清培养基+100ng/ml SCF+100ng/ml FLT3+50ng/ml TPO+0.1％DMSO；

[0160] 5.根据细胞培养状态，每隔2天补加脐带血造血干细胞专用转变培养基500μl，5～10天可获得数量较多的细胞，扩增倍数约为4～20倍。

[0161] 实施例2：

[0162] 将上述分离的人胎盘血造血干细胞进行表型鉴定、活率和纯度检测及功能鉴定，包括如下步骤：

[0163] 1.细胞计数

[0164] 分别对培养后的CD34+CD90+和CD34+CD45RA-造血干细胞进行计数。

[0165] 表2 CD34+CD90-造血祖细胞培养后的细胞数目统计

[0166]

[0167] 表3 CD34+CD45RA+造血祖细胞培养后的细胞数目统计

[0168]

[0169] 2.细胞流式分析

[0170] 采用BD公司FACS Verse流式检测仪，取细胞悬液20μl，加入溶解于0.5％BSA中的0.2μl FITC标记的CD34，PE标记的CD38，APC-Cy7标记的CD45RA，APC标记的CD90。各管涡旋后室温下避光孵育15分钟，加入适量PBS，1600rpm室温离心5分钟，弃上清液，加入PBS 200μl,然后上机分析。

[0171] 3.集落形成单位分析

[0172] 采用MethoCultTM GF H4534半固体培养基，在六孔板中加入培养基1ml/孔，CD34+细胞接种密度为1000细胞/孔，置于37℃5％CO2培养箱培养14天后，计算各谱系集落数目，并拍摄照片。

[0173] 由图1a、图1b及图2a、图2b可以得知，含丁酸钠的专用转变培养基能诱导CD34+CD90+和CD34+CD45RA-表型的造血干细胞产生，而普通培养基不能。

[0174] 实施例3

[0175] StemSpan SFEM II培养基可从StemCell Technologies公司购买，rhSCF,rhTPO,rhFLT3L购自Stemimmune LLC公司；尽管本发明的优先用于人类，其还可用于实验室动物，例如小鼠等；人类造血干细胞可来源于骨髓、外周血、脐带血和胎盘血，在本发明中，以脐带血造血干细胞为例，其中，脐带血采自健康产妇孕婴，经检测乙型肝炎、丙型肝炎、梅毒、艾滋病、巨细胞病毒、TORCH检测、支原体、衣原体、G-6PD和地贫均为阴性,人脐带血造血干细胞表达如下几种膜分子：白细胞分化抗原CD45、白细胞分化抗原CD34、白细胞分化抗原CD90、白细胞分化抗原CD49f。

[0176] 1、获取外周血单个核细胞；

[0177] (1)用一次性血袋(含肝素钠等抗凝剂)采集脐带血80～120ml，将脐带血由血袋转移至500ml培养瓶中，加生理盐水稀释2～3倍，混匀后逐滴加入0.4倍体积淋巴细胞分离液中，注意不要破坏界面；

[0178] (2)使用1500～2000rpm/min离心20min，因密度不同离心管中由上到下分为四层：第一层为血浆层、第二层为环状乳白色单个核细胞层(PBMC)、第三层为透明分离液层、第四层为红细胞层；

[0179] (3)用吸管小心吸取第二层环状乳白色单个核细胞层(PBMC)到另一50ml离心管中，补加生理盐水，再次使用1500～2000rpm/min离心5～10min；

[0180] (4)弃上清加生理盐水重悬，最后使用1500～2000rpm/min离心5～10min，再次弃上清，得到PBMC细胞团块。

[0181] 2、利用MACS从上述PBMC中获得CD34+脐带血造血干细胞；

[0182] (1)每份脐带血PBMC采用50ul人CD34+磁珠和50ul FcR blocker reagent及150ul 0.5％BSA的混合液重悬，4℃孵育30min；

[0183] (2)与此同时，将磁铁和磁力架至于超净台中紫外线照射30min；

[0184] (3)加入10ml无菌PBS,混匀后，使用1500～2000rpm/min离心5～10min后弃上清；

[0185] (4)将MACS专用吸附柱放进磁铁中，加入500ul 0.5％BSA润洗，流出的液体用15ml tube接住；

[0186] (5)500ul 0.5％BSA重悬获取外周血单个核细胞的步骤3)中PBMC团块，混匀后转移到MACS专用吸附柱中，待液体完全流出；

[0187] (6)500ul 0.5％BSA洗涤3次，取下吸附柱，置于15ml tube中；

[0188] (7)加入1ml 0.5％BSA,用活塞把液体推入15ml tube中，所得液体即含CD34+脐带血造血干细胞；

[0189] (8)稀释，计数，如要必要，用冻存保护剂DMSO将上述冻存于液氮中。

[0190] 3、将所述CD34+脐带血造血干细胞悬浮接种于步骤2中得到的细胞培养基中进行培养，采用StemSpan SFEM II无血清培养基，添加SCF至SCF的浓度为80ng/ml，添加FLT3至FLT3的浓度为90ng/ml，添加TPO至TPO的浓度为30ng/ml；24孔板中细胞接种密度为1x104/孔，丁酸钠添加50μM，置于37℃,5％CO2培养箱培养。

[0191] 4、根据细胞培养状态，每隔2天补加步骤2中得到的细胞培养基500μl，5～10天可获得数量较多的造血干细胞，扩增倍数约为4～20倍。

[0192] 实施例4

[0193] 与实施例3不同之处在于，将所述CD34+脐带血造血干细胞悬浮接种于步骤2中得到的细胞培养基中进行培养，采用StemSpan SFEM II无血清培养基，添加SCF至SCF的浓度为100ng/ml，添加FLT3至FLT3的浓度为100ng/ml，添加TPO至TPO的浓度为50ng/ml；24孔板中细胞接种密度为1×104/孔，丁酸钠添加100μM，置于37℃,5％CO2培养箱培养。

[0194] 实施例5

[0195] 与实施例3不同之处在于，将所述CD34+脐带血造血干细胞悬浮接种于步骤2中得到的细胞培养基中进行培养，采用StemSpan SFEM II无血清培养基，添加SCF至SCF的浓度为120ng/ml，添加FLT3至FLT3的浓度为110ng/ml，添加TPO至TPO的浓度为70ng/ml；24孔板中细胞接种密度为1×104/孔，丁酸钠添加200μM，置于37℃,5％CO2培养箱培养。

[0196] 实施例6

[0197] 本实施例为空白对照组，将所述CD34+脐带血造血干细胞悬浮接种于步骤2中得到的细胞培养基中进行培养，采用StemSpan SFEM II无血清培养基，添加SCF至SCF的浓度为80ng/ml，添加FLT3至FLT3的浓度为90ng/ml，添加TPO至TPO的浓度为30ng/ml；24孔板中细胞接种密度为1×104/孔，丁酸钠添加0μM，置于37℃,5％CO2培养箱培养。

[0198] 实施例7

[0199] 将上述实施例培养的脐带血造血干细胞进行表型鉴定及活率、纯度检测[0200] 1、细胞计数

[0201] 分别对第7天的不同浓度的丁酸钠培养的细胞进行计数。

[0202] 表4 CB CD34+细胞培养第7天各组条件细胞数目统计表

[0203]

[0204] 2、细胞流式分析

[0205] 分别对第0天、第7天的不同浓度的丁酸钠培养的CD34+细胞进行流式分析。采用BD公司FACS Verse流式检测仪，取细胞悬液20μl，加入溶解于0.5％BSA中的FITC标记的CD34，PE标记的CD38，APC-Cy7标记的CD45RA，APC标记的CD90。各管涡旋后室温下避光孵育15min，加入适量PBS，1600rpm室温水平离心5min，弃上清液，加入PBS 200μl,然后上机分析。

[0206] 3、集落形成单位分析

[0207] 分别对第0天、第7天的不同浓度的丁酸钠培养的CD34+细胞进行集落形成单位分析。采用MethoCultTM GF H4435半固体培养基，在六孔板中加入培养基1ml/孔，CD34+细胞接种密度为1000细胞/孔，置于37℃5％CO2培养箱培养14天后，计算各谱系集落数目，并拍摄照片。

[0208] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。