本公开提供保护和扩增造血细胞的方法。本公开还提供提高造血细胞效力的方法。所述方法的方面包括使造血细胞的起始群体与治疗有效量的至少一种ALDH2激动剂接触。方面包括保护、扩增和提高造血细胞效力的体内、体外和离体方法。所述方法的方面包括治疗正在接受针对癌症的化疗或放射治疗，已暴露于破坏性毒素，患有导致HSC损伤、骨髓衰竭、自身免疫疾病或恶性血液病发展的遗传疾病的个体。所述方法的方面还包括治疗作为干细胞移植供体的健康个体。
Mitochondrial aldehyde dehydrogenase-2 modulator for protecting and expanding hematopoietic stem cells and improving the efficacy of hematopoietic stem cells
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保护、扩增造血干细胞和提高造血干细胞效力的线粒体醛脱氢酶2调节剂交叉引用本申请要求于2017年9月15日提交的美国临时专利申请第62/559,311号的权益，该申请通过引用整体并入本文。关于联邦资助研究的声明本专利技术是在国立卫生研究院(NationalInstitutesofHealth)授予的基金号AA011147的政府支持下完成的。政府享有本专利技术的某些权利。
技术介绍
造血作用，血细胞成分的形成，由发育级联组成，其中造血干细胞(HSC)产生谱系定向细胞并重复自我更新的过程。造血干细胞通常是具有自我更新和多谱系分化双重能力的细胞。HSC的主要来源是骨髓和脐带血。HSC用于移植应用。骨髓移植已经用于各种血液学、自身免疫和恶性疾病的治疗。结合骨髓移植，离体造血(骨髓)细胞培养物可用于扩增HSC或造血干祖细胞(HSPC)群。可能需要用细胞毒性治疗清除例如癌细胞的离体造血细胞培养物，同时保持HSC或HSPC的生存力。多种疾病需要用优先对分裂细胞具有细胞毒性的药剂进行治疗。例如，可用细胞毒性剂量的放射或化疗剂靶向癌细胞。这种癌症治疗方法的显著副作用是此类治疗对快速分裂的正常细胞的病理影响。这些正常细胞可以例如包括毛囊、粘膜细胞和造血细胞，例如原始骨髓祖细胞和干细胞。HSC和HSPC的无差别破坏可导致正常成熟血细胞计数(如，白细胞、淋巴细胞和红细胞)的减少。由于不能在体外充分扩增HSC以使该方法可行，因此迄今为止HSC移植应用在某种程度上受到限制。一些患者不会接受治疗，因为用于成功移植的可供移植的HSC太少。因此，促进HSC和HSPC在细胞培养物中和体内的保存、扩增和效力的替代试剂和方法是令人感兴趣的。
技术实现思路
本公开提供保护和扩增造血细胞的方法。本公开还提供提高造血细胞效力的方法。所述方法的方面包括使造血细胞的起始群体与治疗有效量的至少一种ALDH2激动剂接触。方面包括保护、扩增造血细胞和提高造血细胞效力的体内、体外和离体方法。所述方法的方面包括治疗正在接受针对癌症的化疗或放射治疗，已暴露于破坏性毒素，患有导致HSC损伤、骨髓衰竭、自身免疫疾病或恶性血液病发展的遗传疾病的个体。所述方法的方面还包括治疗作为干细胞移植供体的健康个体。本文还公开在通过自体或同种异体移植施用于个体之前用于保护、扩增造血细胞和提高造血细胞效力的离体方法。本文还公开保护、扩增造血细胞和提高造血细胞效力的体外方法，所述造血细胞通过病毒、质粒或CRISPR介导的基因疗法或基因组编辑遗传修饰。在某些实施例中，ALDH2激动剂使造血细胞扩增2倍或更多。在某些实施例中，ALDH2激动剂使造血细胞扩增4倍或更多。在某些实施例中，相对于未用ALDH2激动剂处理的造血细胞，ALDH2激动剂将造血细胞的效力提高2倍或更多。在某些实施例中，相对于未用ALDH2激动剂处理的造血细胞，ALDH2激动剂将造血细胞的效力提高3倍或更多。附图说明图1A说明用示例性ALDH2激动剂(Alda-1)治疗增加长期小鼠HSC。图1B说明用示例性ALDH2激动剂(Alda-1)治疗增加短期HSC。图2说明竞争性再增殖(competitiverepopulation)显示经Alda-1处理的小鼠的HSC的再增殖能力提高。定义如本文所用，术语“线粒体醛脱氢酶2”或“ALDH2”是指在NAD+依赖性反应中将醛(例如，异种醛、生物醛或由摄取、吸入或吸收的化合物产生的醛)氧化为其相应酸的酶。例如，ALDH2氧化衍生自化合物分解的醛，例如摄取的、吸收的、吸入的或在正常代谢期间产生的毒性化合物。术语“ALDH2”包括来自各种物种的ALDH2。来自各种物种的ALDH2的氨基酸序列是可公开获得的。例如，人ALDH2氨基酸序列见基因库(GenBank)登录号AAH02967和NP_000681；小鼠ALDH2氨基酸序列见基因库登录号NP_033786；大鼠ALDH2氨基酸序列见基因库登录号NP_115792。本文所用的术语“ALDH2”还包括保留ALDH2酶活性的片段、融合蛋白和变体(例如，具有一个或多个氨基酸取代、添加、缺失和/或插入的变体)。特异性酶活性ALDH2变体、片段、融合蛋白等可以通过采用本文所述的方法来验证。ALDH2变体的实例为ALDH2多肽，其在人ALDH2的487位氨基酸处包含Glu至Lys取代，如图1B所示(SEQIDNO：2的氨基酸504)，或在对应于人ALDH2的氨基酸487的位置。该突变称为“E487K突变”；“E487K变体”；或作为“Glu504Lys多态性”。参见，例如，Larson等人(2005)《生物化学杂志(J.Biol.Chem.)》280:30550；以及Li等人(2006)《临床研究杂志(J.Clin.Invest.)》116:506。ALDH2变体仅保留相应野生型ALDH2酶的酶活性的约1％。例如，E487K变体仅保留包含图1A所示氨基酸序列(SEQIDNO：1)的酶活性的约1％。术语“造血干细胞”或“HSC”是指能够分化成造血系统的所有细胞类型的多能细胞，包括，但不限于，粒细胞、单核细胞、红细胞、巨核细胞、淋巴细胞、树突细胞；以及自我更新活性，即分裂和产生具有与亲代细胞相同(例如，自我更新)特性的至少一个子细胞的能力。骨髓已经显示包括至少3个多能群体：长期(LT)-HSC、短期(ST)-HSC和多能祖细胞(MPP，一种丧失HSC自我更新能力的细胞群体)。术语造血干祖细胞，或“HSPC”，是指造血干细胞和/或造血祖细胞。HSPC包括造血干细胞，例如长期造血干细胞(LT-)HSC和短期造血干细胞(ST)-HSC，以及造血祖细胞，包括多能祖细胞(MPP)、普通骨髓祖细胞(commonmyeloidprogenitors，CMP)、普通淋巴祖细胞(commonlymphoidprogenitors，CLP)、粒细胞-单核细胞祖细胞(GMP)和巨核细胞-红细胞祖细胞(MEP)。如本文所用，术语“保护”或“保护造血细胞”是指保护造血细胞免受破坏性试剂，例如破坏性毒素(damagingtoxin)、化疗剂、放射治疗等的伤害。如本文所用，术语“扩增”或“造血细胞的扩增”是指相对于造血细胞的起始群体，造血细胞数目的增加或扩增。如本文所用，术语“提高效力”或“提高造血细胞效力”是指相对于未经历本专利技术方法的造血细胞，提高造血细胞效力的方法。“效力”指细胞的分化潜能(分化成不同细胞类型的潜能)。例如，具有提高的效力的HSC导致在HSC移植(HSCT)后更大量的血细胞发育。术语“破坏性毒素”可指在活细胞或生物体内产生的有毒物质或试剂，其对于分裂细胞以及快速分裂正常细胞有毒性。该术语还可以指由外源性暴露(例如，暴露于环境醛)而产生的破坏性毒素。术语“分离的化合物”是指与其天然存在的其它化合物基本分离或相对于其富集的化合物。分离的化合物按重量计为至少约80％，至少约90％纯，至少约98％纯或至少约99％纯。本专利技术旨在包括非对映体及其外消旋和拆分的对映体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种处理造血细胞的方法，所述方法包含：使造血细胞的起始群体与治疗有效量的至少一种ALDH2激动剂接触，其中相对于所述造血细胞的所述起始群体，所述接触导致保护、扩增所接触的造血细胞和提高所接触的造血细胞的效力中的一种或多种。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 US 62/559,3111.一种处理造血细胞的方法，所述方法包含：使造血细胞的起始群体与治疗有效量的至少一种ALDH2激动剂接触，其中相对于所述造血细胞的所述起始群体，所述接触导致保护、扩增所接触的造血细胞和提高所接触的造血细胞的效力中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述造血细胞包含造血干细胞(HSC)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述造血细胞包含造血干祖细胞(HSPC)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述接触是体内的，并且其中所述接触包含向有此需求的个体施用有效量的所述至少一种ALDH2激动剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述个体正在接受针对癌症的化疗治疗，已接受或即将接受针对癌症的放射治疗，或已暴露于一种或多种破坏性毒素。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述个体患有导致HSC损伤、骨髓衰竭、自身免疫疾病或恶性血液病发展的遗传疾病。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述个体为干细胞移植供体。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述接触是离体的，并且其中所述接触产生经处理的造血细胞群。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包含将所述经处理的造血细胞群引入受体个体。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述经处理的造血细胞由从所述受体个体获得的造血细胞的起始群体产生(即，自体移植)。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述经处理的造血细胞群由从除所述受体个体以外的个体获得的造血细胞起始群产生(即，同种异体移植)。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中所述受体个体为人。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述接触是体外的，并且其中所述接触产生通过病毒、质粒或CRISPR介导的基因治疗或基因组编...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·温伯格，L·D·范·瓦森霍夫，D·莫克利罗森，CH·陈，
申请(专利权)人：小利兰·斯坦福大学托管委员会，
类型：发明
国别省市：美国;US
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