CN114787343A - 营养组合物以及用于生产其的方法、试剂盒和细胞组合物 - Google Patents
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Abstract
提供了用于制备营养组合物的组合物、试剂盒和方法。营养组合物可以是食品组合物例如乳制品组合物。营养组合物可以由工程化的细胞组合物来生产。还提供了用于制备用于生产营养组合物的工程化的细胞组合物的组合物、试剂盒和方法。工程化的细胞组合物可以包含遗传工程化的细胞例如遗传工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞。工程化的细胞组合物可以衍生自哺乳动物干细胞例如非乳腺成体干细胞。还提供了相关的表征方法,例如用于表征工程化的细胞组合物或营养组合物的方法。
Description
交叉引用
本申请要求2019年10月3日提交的新加坡专利申请号10201909295W以及2020年6月29日提交的美国临时申请号63/045,677的权益,所述两篇申请均通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
背景技术
至2050年全球人口预期将超过90亿。食品生产可能需要大幅提高以满足正在增长的人口需求,然而在资源和可耕种土地方面存在限制。快速发展中国家例如中国、印度和俄罗斯可能增加对更丰富的食品的消耗,例如肉类、乳制品和蛋类,导致对这些商品的全球需求增加。乳品是受欢迎的营养来源。乳品包含高质量蛋白质、必需矿物质(例如钙、磷、锌、镁)和维生素(例如核黄素、维生素A、维生素B12)及其他组分。婴幼哺乳动物的唯一膳食组成是乳品。乳成分还拥有的有利功能特征在于允许生产多种多样的衍生性乳制品,例如酸奶、奶酪、奶油、冰淇淋和黄油,由此进一步增加乳品的工业和文化意义。
全球乳制品市场体量估计为216公吨(其中54%市场份额由液体乳品占有),全球年销售额6740亿USD,并且新鲜乳制品和加工的乳制品的世界消耗预估在下一个十年中每年分别增长2.1%和1.7%。基于植物的乳制品替代品在美国进一步占$10亿,并且估计乳糖不耐受乳品占$7亿。根据联合国的食品和农业组织的报告,来自乳制品活动的温室气体排放在一些国家中占据总排放的高份额,并且总体畜牧业占温室气体(GHG)排放的18%,占用30%的地球地域、70%的可耕种土地以及8%的全球淡水。此外,至2027年世界对乳制品的需求预期增长22%,从而使得传统的乳制品生产系统不可持续。与若干乳制品来源相比,尤其牛乳生产,培养乳制品可以降低能量耗用、GHG排放、土地占用和用水,同时提供对乳制品的获取。
发明内容
培养乳制品可以是新兴技术,其中产乳哺乳动物细胞可以通过体外组织培养进行生产,与效率不佳的传统畜牧业形成对比。本文公开了用于营养组合物(例如液体营养组合物)的组合物和方法,例如,包含至少一种脂质、至少一种蛋白质和至少一种寡糖。营养组合物(例如液体营养组合物)可以基本上不含免疫球蛋白,基本上不含全细胞,或基本上不含细菌微生物。本文所述的液体组合物可以用作有营养组合物、食品组合物(例如食品)、食品补充剂或用作食品组合物中的成分或原料供哺乳动物(例如人)消耗。
多种细胞类型可以适宜于产生培养乳制品(或乳制品组合物),因为传统乳制品通常并非仅仅由一种细胞类型或组分组成,而是由例如乳腺上皮细胞和管腔细胞、乳蛋白质、脂质和多糖等组成。干细胞分化可以提供有效的途径来产生用于异质培养乳制品的多种细胞类型和组分。在细胞例如干细胞中强制的瞬时基因表达以及在生物反应器中同时调整和扩增可以产生开发培养乳制品的有效的整体性方法。本文中提供了用于产生乳品和所得乳制品(例如体外)的方法和系统。
在一些方面中,本公开内容提供了从乳腺上皮细胞的体外培养物获得的液体组合物,所述液体组合物包含以重量计:约25%至约90%水、约0.1%至约20%的至少一种蛋白质、约0%至约60%的至少一种脂肪、约0%至约30%的至少一种碳水化合物和约0.0005%至约3%的至少一种矿物质,其中所述液体组合物补充有营养上有益量的营养素。在一些实施方案中,液体组合物基本上不含至少一种全细胞、至少一种抗体和至少一种细菌微生物。在一些实施方案中,液体组合物包含以重量计约0.1%至约30%乳糖。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于人。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于牛。在一些实施方案中,牛细胞是奶牛细胞。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于山羊。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于骆驼。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于水牛。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于绵羊。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于鲸。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于海豹。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于象。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于雪豹。在一些实施方案中,液体组合物包含以重量计约40%至约90%水、约0.1%至约15%的至少一种蛋白质、约0%至约30%的至少一种脂肪、约0.1%至约30%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约3%的至少一种矿物质。在一些实施方案中,液体组合物包含以重量计约40%至约90%水、约3%至约7%的至少一种蛋白质、约3%至约8%的至少一种脂肪、约1%至约5%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约1%的至少一种矿物质。在一些实施方案中,液体组合物包含以重量计约40%至约90%水、约1%至约2%的至少一种蛋白质、约3%至约5%的至少一种脂肪、约7%至约8%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约1%的至少一种矿物质。在一些实施方案中,液体组合物还包含营养上有益量的至少一种免疫球蛋白IgA、乳铁蛋白和益生菌微生物。
在一些方面中,本公开内容提供了包含从乳腺上皮细胞的体外培养物获得的组合物的食品,所述组合物包含以重量计约25%至约90%水、约0.1%至约20%的至少一种蛋白质、约0%至约60%的至少一种脂肪、约0%至约30%的至少一种碳水化合物和约0.0005%至约3%的至少一种矿物质。在一些实施方案中,所述组合物基本上不含抗体,基本上不含全细胞,并且基本上不含细菌微生物。在一些实施方案中,食品包括奶酪。在一些实施方案中,食品包括酸奶。在一些实施方案中,食品包括婴儿配方食品。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞来源于人。在一些实施方案中,所述组合物还包含营养上有益量的至少一种免疫球蛋白IgA、乳铁蛋白和益生菌微生物。在一些实施方案中,所述组合物包含以重量计约40%至约90%水、约1%至约2%的至少一种蛋白质、约3%至约5%的至少一种脂肪、约7%至约8%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约1%的至少一种矿物质。在一些实施方案中,所述组合物还包含营养上有益量的至少一种免疫球蛋白IgA、乳铁蛋白和益生菌微生物。
在一些方面中,本公开内容提供了一种表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的细胞,所述工程化的细胞与对应的非工程化的细胞的天然表达机制相比包括靶基因或靶转录物的减弱的表达机制。在一些实施方案中,减弱的表达机制包括靶基因的改变的启动子序列。在一些实施方案中,在工程化的细胞中减弱的表达机制实现改变的信号通路。在一些实施方案中,减弱的表达机制受核酸内切酶影响。在一些实施方案中,靶基因或靶转录物调节单糖、二糖或寡糖的产量。在一些实施方案中,二糖是乳糖。在一些实施方案中,靶基因或靶转录物是乳糖酶(LCT)。在一些实施方案中,靶基因或靶转录物对于对应的非工程化的细胞是内源性的。
在一些方面中,本公开内容提供了一种表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的哺乳动物细胞,所述工程化的细胞在其基因组中包含外源性核酸,其中所述外源性核酸编码激素或信号因子。在一些实施方案中,激素或信号因子选自生长因子、糖皮质激素、胰岛素、孕酮、催乳素和雌激素。在一些实施方案中,外源性核酸是异源核酸。
在一些方面中,本公开内容提供了一种表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的细胞,所述工程化的细胞包含至少一种外源性核酸,其中所述至少一种外源性核酸编码糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、TBX3、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3、倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松和曲安西龙中的至少一种。在一些实施方案中,外源性核酸是异源核酸。
在一些方面中,本公开内容提供了一种表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的细胞,所述工程化的细胞包含诱导型基因表达系统,所述诱导型表达系统包含外源性核酸,其中所述诱导型基因表达系统被配置成表达激素或信号因子。
在一些实施方案中,诱导型基因表达系统被配置用于激素或信号因子的诱导型表达。在一些实施方案中,激素或信号因子是胰岛素。在一些实施方案中,激素或信号因子是雌激素。在一些实施方案中,激素或信号因子是孕酮。在一些实施方案中,激素或信号因子是催乳素。本文中提供了一种表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的细胞,所述工程化的细胞包含改变的基因组,所述改变的基因组实现与对应的非工程化的细胞对胰岛素的细胞敏感性相比所述工程化的细胞对胰岛素的细胞敏感性增强。在一些实施方案中,改变的基因组包括改变的蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)基因表达机制。在一些实施方案中,改变的基因组包括改变的蛋白质酪氨酸磷酸酶受体F型(PTPRF)基因表达机制。在一些实施方案中,改变的基因组包括改变的去乙酰化酶1(SIRT1)基因表达机制。在一些实施方案中,改变的SIRT1基因表达机制包括改变的SIRT1调节通路,其包括外源性诱导型启动子。在一些实施方案中,改变的SIRT1基因表达机制被配置为过表达SIRT1。
在一些方面中,本公开内容提供了细胞培养物,所述细胞培养物包含有效量的试剂,其中所述试剂能够调节细胞培养物中的细胞对激素或信号因子的细胞应答。在一些实施方案中,所述试剂是小分子、小干扰核糖核苷酸(siRNA)、肽、核酸或转录因子。在一些实施方案中,所述试剂能够增强细胞培养物中的细胞对胰岛素的细胞应答。在一些实施方案中,所述试剂能够调节细胞培养物中包含的细胞的去乙酰化酶1(SIRT1)、蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)和蛋白质酪氨酸磷酸酶受体F型(PTPRF)中的至少一种的生物活性。在一些实施方案中,所述试剂能够增强细胞培养物中的细胞的去乙酰化酶1(SIRT1)的生物活性。在一些实施方案中,所述试剂包含白藜芦醇。
在一些方面中,本公开内容提供了一种液体组合物,所述液体组合物包含以重量计约25%至约90%水、约0.1%至约20%的至少一种蛋白质、约0%至约60%的至少一种脂肪、约0%至约30%的至少一种碳水化合物和约0.0005%至约3%的至少一种矿物质和营养上有益量的至少一种维生素,其中所述液体组合物基本上不含抗体,基本上不含细菌微生物并且基本上不含全细胞。在一些实施方案中,液体组合物还包含营养上有益量的至少一种免疫球蛋白IgA、乳铁蛋白和益生菌微生物。
在一些方面中,本公开内容提供了一种产生工程化的细胞的方法,所述方法包括:(a)提供成体干细胞或其衍生物;以及(b)使所述成体干细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件。在一些实施方案中,成体干细胞是非乳腺成体干细胞。在一些实施方案中,成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)是间充质干细胞。在一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺上皮细胞系。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞系是乳腺上皮管腔细胞系。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞系是乳腺基底细胞系。在一些实施方案中,工程化的细胞能够泌乳。在一些实施方案中,工程化的细胞能够产生乳成分。在一些实施方案中,(b)在体外进行。
在一些方面中,本公开内容提供了一种产生工程化的细胞的方法,所述方法包括:(a)提供成体干细胞或其衍生物;以及(b)使所述成体干细胞或其衍生物经受足以产生能够泌乳的工程化的细胞的条件。在一些实施方案中,成体干细胞是非乳腺成体干细胞。在一些实施方案中,成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)是间充质干细胞。在一些实施方案中,工程化的细胞能够产生乳成分。在一些实施方案中,(b)在体外进行。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,(b)包括:使成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物与包含基因调节部分的异源性多肽接触,其中所述基因调节部分被配置为调节成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达,从而实现与对应的非工程化的成体干细胞(或对应的非工程化的非乳腺成体干细胞)相比所述工程化的细胞中的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的改良的表达谱。在一些实施方案中,靶基因、靶转录物或靶蛋白质与乳成分的产量相关。在一些实施方案中,靶基因、靶转录物或靶蛋白质与选自以下各项的至少一种相关:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。在一些实施方案中,靶基因、靶转录物或靶蛋白质选自:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,调节乳蛋白质的产量的基因或转录物选自以下各项:αS1/S2酪蛋白、β酪蛋白、κ酪蛋白、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、咕啉结合蛋白(haptocorrin)、骨桥蛋白、血清白蛋白、补体C3、补体C4及其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物选自以下各项:2’-岩藻糖基乳糖、3-岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖-N-四糖(DFLNT)、二岩藻糖基乳糖-N-六糖、岩藻糖基乳糖-N-六糖(FLNH)、乳糖-N-岩藻五糖(LNFP)I、LNFP II、LNFP III、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、二唾液乳糖-N-六糖(DSLNH)、二唾液乳糖-N-四糖(DSLNT)、岩藻糖二唾液乳糖-N-六糖(FDSLNH)、唾液酸-乳糖-N-四糖b(LSTb)和唾液酸-乳糖-N-四糖c(LSTc)、乳糖-N-六糖、乳糖-N-新四糖(LNnT)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖及其组合。在一些实施方案中,调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:LALBA、半乳糖基转移酶B4GALT1、半乳糖基转移酶B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,改良的表达谱包括降解乳糖的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括降解乳糖的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,降解乳糖的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:Lac操纵子、乳糖酶和糖苷酶。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,调节乳脂肪的产量的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8及其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳脂质的产量的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳脂质的产量的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,调节乳脂质的产量的基因或转录物选自以下各项:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸、癸酸及其组合。在一些实施方案中,调节乳脂质的产量的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8及其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,基因或转录物调节对激素或信号因子的细胞应答。在一些实施方案中,调节细胞应答的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:USF、GATA-1、GATA-2、GATA-3c-Myc:Max、ATF、USF、CREB、TATA、SREBP-1、Arnt、USF、Tal-1β、NRF-2、FOXD3、HNF-3β、v-Myb、FOXJ2、FOXO1、Evi-1、FOXO4、ARP-1、Staf、NF-κB、肌细胞生成素、AML-1a、Elk-1 Oct-1、Tax/CREB、HNF-1、AP-1、Ahr、Bach1、RP58、AREB6、NKX3A、XFD-1、δEF1、多聚A下游元件、Pax-4、Sox-5、Sox-9、Zic3、E47、LPL、AGPAT6、CD36、SCD、GPAM、BTN1A1、ACACA、ACSL1、LPIN1、FASN、FABP3、AGPAT6、SREBP1、INSR、PRLR、EGFR及其组合。在一些实施方案中,改良的表达谱包括(1)第一靶基因、第一靶转录物或第一靶蛋白质的上调的表达,和(2)第二靶基因、第二靶转录物或第二靶蛋白质的下调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱是乳腺细胞系的特性。在一些实施方案中,改良的表达谱包括选自以下各项的基因、转录物或蛋白质的改良的表达谱:EpCAM、CD14、CD29、CD49b、CD49f、CD61、Sca1、Prominin、ALDEFLUOR、CK14、CK18及其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,工程化的细胞被配置为应答于激素或信号因子而产生乳成分。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,该方法进一步包括使成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物与外源性多核苷酸接触,所述外源性多核苷酸(1)包含诱导型启动子序列并且(2)编码激素或信号因子。在一些实施方案中,诱导型启动子序列被配置用于激素或信号因子的诱导型表达。在一些实施方案中,诱导型启动子序列被配置为由试剂激活。在一些实施方案中,工程化的细胞与对应的非工程化的成体干细胞(或对应的非工程化的非乳腺成体干细胞)相比具有改变的对激素或信号因子的应答。在一些实施方案中,工程化的细胞与对应的非工程化的成体干细胞(或对应的非工程化的非乳腺成体干细胞)相比具有增强的对激素或信号因子的敏感性。在一些实施方案中,工程化的细胞与对应的非工程化的成体干细胞(或对应的非工程化的非乳腺成体干细胞)具有减弱的对激素或信号因子的敏感性。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,激素或信号因子选自:糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、T-框蛋白3(TBX3)、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3及其组合。在一些实施方案中,糖皮质激素包括倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙或其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,其中(b)包括使成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物与包含基因调节部分的异源性多肽接触,所述基因调节部分是多核苷酸指导的基因调节部分。在一些实施方案中,基因调节部分是核酸内切酶。在一些实施方案中,核酸内切酶是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关的(Cas)核酸内切酶。在一些实施方案中,Cas核酸内切酶选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其修饰形式及其组合。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺上皮细胞系。在一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺腺泡细胞系。在一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺肌上皮细胞系。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,(b)进一步包括使成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物与异源性多核苷酸接触,所述异源性多核苷酸被配置为结合靶基因或靶转录物的至少一部分。在一些实施方案中,(b)进一步包括形成基因调节部分与异源性多核苷酸的复合物。在一些实施方案中,所述复合物是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR-相关(Cas)的蛋白质复合物。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,(b)包括在足以获得工程化的细胞的条件下使成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物与分化培养基接触。
在产生工程化的细胞的方法的一些实施方案中,(a)包括将成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)从哺乳动物对象的组织或身体分泌物中分离。在一些实施方案中,所述组织或身体分泌物包括脂肪组织、肌肉组织、脐血(cord blood)、骨髓、器官组织、乳腺组织、胚外组织、脐带血(umbilical cord blood)、腱、牙周韧带、滑膜、松质骨、骨髓、神经系统、皮肤、骨膜、肌肉、外周血、母乳、或其他体液、或其组合。在一些实施方案中,组织或身体分泌物包括脂肪组织、乳腺组织、脐带、脐带血、母乳、或其组合。在一些实施方案中,所述对象是哺乳动物。在一些实施方案中,所述哺乳动物是人、非人灵长动物、马、牛、乳牛、水牛、山羊、绵羊、骆驼、象、雪豹、鲸、海豹、猪、狗、小鼠、大鼠或兔。
本公开内容的某些方面提供了一种组合物,所述组合物包含通过如本文所述的产生工程化的细胞的方法生产的工程化的细胞。
在一些方面中,本公开内容提供了一种包含工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)的组合物,所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)表现出与对应的非工程化的细胞(或非工程化的成体干细胞或非工程化的非乳腺成体干细胞)的表达谱不同的改良的表达谱,其中所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)被配置成分化为表现出乳腺细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞。在一些实施方案中,乳腺细胞系的细胞是乳腺上皮细胞系的细胞。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞系是乳腺上皮管腔细胞系。在一些实施方案中,乳腺上皮细胞系是乳腺基底细胞系。在一些实施方案中,所述工程化的细胞是能够泌乳的工程化的细胞。
在一些方面中,本公开内容提供了一种包含工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)的组合物,所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)表现出出与对应的非工程化的细胞(或非工程化的成体干细胞或非工程化的非乳腺成体干细胞)的表达谱不同的改良的表达谱,其中所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)被配置成分化为能够泌乳的工程化的细胞。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)被配置成产生乳成分。在一些实施方案中,所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)是工程化的间充质干细胞。在一些实施方案中,对应的非工程化的细胞(或非工程化的成体干细胞或非工程化的非乳腺成体干细胞)是对应的非工程化的间充质干细胞。在一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺管腔细胞系、乳腺上皮细胞系、乳腺腺泡细胞系或乳腺肌上皮细胞系。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)或其祖先细胞已经与异源性多肽接触,所述异源性多肽包含基因调节部分。在一些实施方案中,所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)包括含有基因调节部分的异源性多肽。在一些实施方案中,所述基因调节部分是多核苷酸指导的基因调节部分。在一些实施方案中,所述基因调节部分是核酸内切酶。在一些实施方案中,所述核酸内切酶是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶。在一些实施方案中,所述Cas核酸内切酶选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其修饰形式及其组合。在一些实施方案中,所述工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)或其祖先细胞已经与被配置为与基因调节部分形成复合物的异源性多核苷酸接触。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,基因调节部分被配置为调节工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达。在一些实施方案中,靶基因、靶转录物或靶蛋白质与乳成分的产量相关。在一些实施方案中,靶基因、靶转录物或靶蛋白质与选自以下各项的至少一种相关:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。在一些实施方案中,靶基因、靶转录物或靶蛋白质选自:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,调节乳蛋白质的产量的基因或转录物选自:酪蛋白和乳清蛋白质。在一些实施方案中,调节乳蛋白质的产量的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4及其组合。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物选自以下各项:2’-岩藻糖基乳糖、3-岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖-N-四糖(DFLNT)、二岩藻糖基乳糖-N-六糖、岩藻糖基乳糖-N-六糖(FLNH)、乳糖-N-岩藻五糖(LNFP)I、LNFP II、LNFP III、3′-唾液乳糖、6′-唾液乳糖、二唾液乳糖-N-六糖(DSLNH)、二唾液乳糖-N-四糖(DSLNT)、岩藻糖二唾液乳糖-N-六糖(FDSLNH)、唾液酸-乳糖-N-四糖b(LSTb)和唾液酸-乳糖-N-四糖c(LSTc)、乳糖-N-六糖、乳糖-N-新四糖(LNnT)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖及其组合。在一些实施方案中,调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:LALBA、半乳糖基转移酶B4GALT1、半乳糖基转移酶B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺基转移酶、糖基转移酶及其组合。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,改良的表达谱包括降解乳糖的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括降解乳糖的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,降解乳糖的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:Lac操纵子、乳糖酶和糖苷酶。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的上调的表达。在一些实施方案中,改良的表达谱包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的下调的表达。在一些实施方案中,调节乳脂肪的产量的基因或转录物选自以下各项:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸、癸酸及其组合。在一些实施方案中,调节乳脂肪的产量的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8及其组合。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,基因或转录物调节对激素或信号因子的细胞应答。在一些实施方案中,调节细胞应答的基因或转录物是选自以下各项的基因或转录物:USF、GATA-1、GATA-2、GATA-3c-Myc:Max、ATF、USF、CREB、TATA、SREBP-1、Arnt、USF、Tal-1β、NRF-2、FOXD3、HNF-3β、v-Myb、FOXJ2、FOXO1、Evi-1、FOXO4、ARP-1、Staf、NF-κB、肌细胞生成素、AML-1a、Elk-1 Oct-1、Tax/CREB、HNF-1、AP-1、Ahr、Bach1、RP58、AREB6、NKX3A、XFD-1、δEF1、多聚A下游元件、Pax-4、Sox-5、Sox-9、Zic3、E47、LPL、AGPAT6、CD36、SCD、GPAM、BTN1A1、ACACA、ACSL1、LPIN1、FASN、FABP3、AGPAT6、SREBP1、INSR、PRLR、EGFR及其组合。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,改良的表达谱包括(i)第一靶基因、第一靶转录物或第一靶蛋白质的上调的表达,和(ii)第二靶基因、第二靶转录物或第二靶蛋白质的下调的表达。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,改良的表达谱指示乳腺细胞系。在一些实施方案中,工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)表现出指示乳腺细胞系的细胞形态学。在一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺上皮细胞系。在一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺腺泡细胞系。在一些实施方案中,乳腺细胞系是乳腺肌上皮细胞系。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)被配置为应答于激素或信号因子而产生乳成分。在一些实施方案中,工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)包括外源性多核苷酸,所述外源性多核苷酸(1)包含诱导型启动子序列并且(2)编码激素或信号因子。在一些实施方案中,诱导型启动子序列被配置用于激素或信号因子的诱导型表达。在一些实施方案中,诱导型启动子序列被配置为由试剂激活。在一些实施方案中,工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)与对应的非工程化的细胞(或非工程化的成体干细胞或非工程化的非乳腺成体干细胞)相比具有改变的对激素或信号因子的应答。在一些实施方案中,工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)与对应的非工程化的细胞(或非工程化的成体干细胞或非工程化的非乳腺成体干细胞)相比具有增强的对激素或信号因子的敏感性。在一些实施方案中,工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)与对应的非工程化的细胞(或非工程化的成体干细胞或非工程化的非乳腺成体干细胞)相比具有减弱的对激素或信号因子的敏感性。在一些实施方案中,激素或信号因子选自:糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、TBX3、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3及其组合。在一些实施方案中,糖皮质激素包括倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙、或其组合。
在包含工程化的细胞的组合物的一些实施方案中,工程化的细胞(或工程化的成体干细胞或工程化的非乳腺成体干细胞)衍生自从对象的组织或身体分泌物中分离的非乳腺成体干细胞。在一些实施方案中,所述组织或身体分泌物包括脂肪组织、肌肉组织、脐血、骨髓、器官组织、乳腺组织、胚外组织、脐带血、腱、牙周韧带、滑膜、松质骨、骨髓、神经系统、皮肤、骨膜、肌肉、外周血、母乳、或其他体液、或其组合。在一些实施方案中,所述组织或身体分泌物包括脂肪组织、乳腺组织、脐带、脐带血、母乳、或其组合。在一些实施方案中,所述对象是哺乳动物。在一些实施方案中,所述哺乳动物是人、非人灵长动物、马、牛、乳牛、水牛、山羊、绵羊、骆驼、象、雪豹、鲸、海豹、猪、狗、小鼠、大鼠或兔。
在一些方面中,本公开内容还提供了一种产生乳成分的方法,所述方法包括:(a)提供包含细胞培养物的反应容器,所述细胞培养物包含衍生自成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)的工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞;以及(b)使所述细胞培养物经受足以在体外产生乳成分的条件。在一些实施方案中,细胞培养物还包含培养基。在一些实施方案中,成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)是间充质干细胞。在一些实施方案中,工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞是工程化的产乳细胞。在一些实施方案中,工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞表现出乳腺细胞的一种或多种特征。在一些实施方案中,工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征。在一些实施方案中,工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞表现出乳腺肌上皮细胞的一种或多种特征。在一些实施方案中,细胞培养物包括:包含工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的二维细胞培养物、包含工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的三维细胞培养物、或包含工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的高密度细胞培养物。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞包含与天然存在的产乳细胞的基因组不同的基因组。在一些实施方案中,工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞已经与异源性多肽接触,所述异源性多肽包含基因调节部分。在一些实施方案中,所述基因调节部分是多核苷酸指导的基因调节部分。在一些实施方案中,所述基因调节部分是核酸内切酶。在一些实施方案中,所述核酸内切酶是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶。在一些实施方案中,所述Cas核酸内切酶选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其修饰形式及其组合。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,(b)包括将成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物用于产生工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,(b)包括:在足以产生扩增的细胞培养物的条件下使成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物与生长培养基接触。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,(b)包括:在足以获得工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的条件下使成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)或其衍生物与分化培养基接触。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,所述方法进一步包括将成体干细胞(或非乳腺成体干细胞)从对象的组织或身体分泌物中分离。在一些实施方案中,所述组织或身体分泌物包括脂肪组织、肌肉组织、脐血、骨髓、器官组织、乳腺组织、胚外组织、脐带血、腱、牙周韧带、滑膜、松质骨、骨髓、神经系统、皮肤、骨膜、肌肉、外周血、母乳、或其他体液、或其组合。在一些实施方案中,所述组织或身体分泌物包括脂肪组织、乳腺组织、脐带、脐带血、母乳、或其组合。在一些实施方案中,所述对象是哺乳动物。在一些实施方案中,所述哺乳动物是人、非人灵长动物、马、牛、乳牛、水牛、山羊、绵羊、骆驼、象、雪豹、鲸、海豹、猪、狗、小鼠、大鼠或兔。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,(b)包括在足以产生乳成分的条件下使工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物与催乳培养基接触。在一些实施方案中,催乳培养基包含能够激活工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物中的激素或信号因子的表达的物质。在一些实施方案中,催乳培养基包含能够调节工程化的产乳细胞或其衍生物对激素或信号因子的细胞应答的物质。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,乳成分包含乳清蛋白质、酪蛋白、脂质、寡糖或其组合。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,(b)包括使用细胞培养物产生包含一种或多种颗粒的水性培养基。在一些实施方案中,所述一种或多种颗粒中的颗粒包含由层包围的脂肪。在一些实施方案中,所述层包含乳脂质或脂肪。在一些实施方案中,所述层包含乳脂肪球膜(MFGM)。在一些实施方案中,乳脂肪球膜(MFGM)包含乳脂肪球膜(MFGM)蛋白质。在一些实施方案中,所述脂肪包含甘油三酯。在一些实施方案中,所述水性培养基包含碳水化合物。在一些实施方案中,所述碳水化合物包括单糖、二糖、寡糖或其组合。在一些实施方案中,所述寡糖包含3至20个糖单元。在一些实施方案中,所述寡糖包含末端乳糖部分。在一些实施方案中,所述碳水化合物包含包括所述寡糖的多种寡糖。在一些实施方案中,所述乳成分不包含乳糖。在一些实施方案中,所述一种或多种颗粒被所述层乳化并且分散在所述水性培养基中。在一些实施方案中,所述乳成分包含脂肪、蛋白质或碳水化合物或其组合。在一些实施方案中,所述蛋白质包括酪蛋白、乳清蛋白质、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白IgA、溶菌酶和乳清白蛋白或其组合。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,所述方法进一步包括从细胞培养物中分离乳成分。
在产生乳成分的方法的一些实施方案中,所述方法产生包含乳成分的无菌组合物。在一些实施方案中,所述无菌组合物不含全细胞。
本公开内容的某些方面提供了一种包含乳成分的食品组合物,所述乳成分通过如本文所述的产生乳成分的方法来生产。
在一些方面中,本公开内容进一步提供了一种包含乳成分的食品组合物,其中所述乳成分由培养基中的一个或多个工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞生产。
在一些方面中,本公开内容进一步提供了一种包含乳成分的食品组合物,其中所述乳成分由衍生自非乳腺成体干细胞的一个或多个工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞生产。在一些实施方案中,所述乳成分由培养基中的所述一个或多个工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞生产。
在食品组合物的一些实施方案中,所述培养基包含一种或多种颗粒。在一些实施方案中,所述一种或多种颗粒中的颗粒包含由层包围的脂肪。在一些实施方案中,所述层包含乳脂质或脂肪。在一些实施方案中,所述层包含乳脂肪球膜(MFGM)。在一些实施方案中,所述乳脂肪球膜(MFGM)包含乳脂肪球膜(MFGM)蛋白质。在一些实施方案中,所述颗粒的脂肪包含甘油三酯。在一些实施方案中,所述培养基包含碳水化合物。在一些实施方案中,所述碳水化合物包含单糖、二糖、寡糖或其组合。在一些实施方案中,所述寡糖包含3至2 0个糖单元。在一些实施方案中,所述寡糖包含末端乳糖部分。在一些实施方案中,所述碳水化合物包含包括所述寡糖的多种寡糖。在一些实施方案中,所述乳成分不包含乳糖。在一些实施方案中,所述一种或多种颗粒被所述层乳化并且分散在培养基中。
在一些实施方案中,所述食品组合物是选自以下各项的乳制品组合物:乳、酸奶、奶酪、奶油和黄油。在一些实施方案中,所述乳选自初乳、成熟乳、前乳、后乳和过渡乳。在一些实施方案中,所述乳针对对象的年龄进行配制。在一些实施方案中,所述乳被配制用于年龄三岁或更小的儿童。在一些实施方案中,所述乳被配制用于12个月龄或更小的婴儿。
在食品组合物的一些实施方案中,乳成分包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其组合。在一些实施方案中,所述蛋白质包含酪蛋白、乳清蛋白质、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白IgA、溶菌酶、乳清白蛋白或其组合。在一些实施方案中,所述碳水化合物包含单糖、二糖、寡糖或其组合。在一些实施方案中,所述寡糖包含3至20个糖单元。在一些实施方案中,所述寡糖包含末端乳糖部分。在一些实施方案中,所述碳水化合物包含多种寡糖。在一些实施方案中,所述碳水化合物不包含乳糖。在一些实施方案中,所述脂肪包含甘油三酯。
在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至少(约)0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%蛋白质。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至多(约)30%、29%、28%、27%、26%、25%、24%、23%、22%、21%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%或0.5%蛋白质。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计以下值中的任两个值的范围中的蛋白质:(约)0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%或30%。
在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至少(约)0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%碳水化合物。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至多(约)30%、29%、28%、27%、26%、25%、24%、23%、22%、21%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%或0.01%碳水化合物。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计以下值中的任两个值的范围中的碳水化合物:(约)0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%或30%。在一些实施方案中,所述乳成分基本上不含碳水化合物。在一些实施方案中,所述乳成分不包含碳水化合物。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至少(约)0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%乳糖。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至多(约)30%、29%、28%、27%、26%、25%、24%、23%、22%、21%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%或0.01%乳糖。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计以下值中的任两个值的范围中的乳糖:(约)0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%或30%。在一些实施方案中,所述乳成分基本上不含乳糖。在一些实施方案中,所述乳成分不包含乳糖。
在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至少(约)0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%脂肪。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计至多(约)60%、57%、55%、53%、50%、47%、45%、43%、40%、37%、35%、33%、30%、29%、28%、27%、26%、25%、24%、23%、22%、21%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%或0.01%脂肪。在一些实施方案中,所述乳成分包含以重量计以下值中的任两个值的范围中的脂肪:(约)0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、33%、35%、37%、40%、43%、45%、47%、50%、53%、55%、57%或60%。在一些实施方案中,乳成分基本上不含脂肪。在一些实施方案中,乳成分不包含脂肪。
在一些实施方案中,乳成分包含以重量计:
(i)约1%至约20%、约2%至约20%、约3%至约20%、约4%至约20%、约5%至约20%、约1%至约15%、约2%至约15%、约3%至约15%、约4%至约15%、约5%至约15%、约1%至约10%、约2%至约10%、约3%至约10%、约4%至约10%、约5%至约10%、约1%至约9%、约2%至约9%、约3%至约9%、约4%至约9%、约5%至约9%,约1%至约8%、约2%至约8%、约3%至约8%、约4%至约8%、约5%至约8%、约1%至约7%、约2%至约7%、约3%至约7%、约4%至约7%或约5%至约7%脂肪,
(ii)约0.1%至约20%、约0.2%至约20%、约0.3%至约20%、约0.4%至约20%、约0.5%至约20%、约0.6%至约20%、约0.7%至约20%、约0.8%至约20%、约0.9%至约20%、约1%至约20%、约0.1%至约15%、约0.2%至约15%、约0.3%至约15%、约0.4%至约15%、约0.5%至约15%、约0.6%至约15%、约0.7%至约15%、约0.8%至约15%、约0.9%至约15%、约1%至约15%、约0.1%至约10%、约0.2%至约10%、约0.3%至约10%、约0.4%至约10%、约0.5%至约10%、约0.6%至约10%、约0.7%至约10%、约0.8%至约10%、约0.9%至约10%、约1%至约10%、约0.1%至约8%、约0.2%至约8%、约0.3%至约8%、约0.4%至约8%、约0.5%至约8%、约0.6%至约8%、约0.7%至约8%、约0.8%至约8%、约0.9%至约8%、约1%至约8%、约0.1%至约7%、约0.2%至约7%、约0.3%至约7%、约0.4%至约7%、约0.5%至约7%、约0.6%至约7%、约0.7%至约7%、约0.8%至约7%、约0.9%至约7%、约1%至约7%、约0.1%至约5%、约0.2%至约5%、约0.3%至约5%、约0.4%至约5%、约0.5%至约5%、约0.6%至约5%、约0.7%至约5%、约0.8%至约5%、约0.9%至约5%、约1%至约5%蛋白质,和
(iii)约0.1%至约20%、约0.2%至约20%、约0.3%至约20%、约0.4%至约20%、约0.5%至约20%、约0.6%至约20%、约0.7%至约20%、约0.8%至约20%、约0.9%至约20%、约1%至约20%、约0.1%至约15%、约0.2%至约15%、约0.3%至约15%、约0.4%至约15%、约0.5%至约15%、约0.6%至约15%、约0.7%至约15%、约0.8%至约15%、约0.9%至约15%、约1%至约15%、约0.1%至约10%、约0.2%至约10%、约0.3%至约10%、约0.4%至约10%、约0.5%至约10%、约0.6%至约10%、约0.7%至约10%、约0.8%至约10%、约0.9%至约10%、约1%至约10%、约0.1%至约8%、约0.2%至约8%、约0.3%至约8%、约0.4%至约8%、约0.5%至约8%、约0.6%至约8%、约0.7%至约8%、约0.8%至约8%、约0.9%至约8%、约1%至约8%、约0.1%至约7%、约0.2%至约7%、约0.3%至约7%、约0.4%至约7%、约0.5%至约7%、约0.6%至约7%、约0.7%至约7%、约0.8%至约7%、约0.9%至约7%、约1%至约7%、约0.1%至约5%、约0.2%至约5%、约0.3%至约5%、约0.4%至约5%、约0.5%至约5%、约0.6%至约5%、约0.7%至约5%、约0.8%至约5%、约0.9%至约5%、约1%至约5%碳水化合物。
在一些实施方案中,所述食品组合物是无菌的。在一些实施方案中,所述食品组合物不含乳糖。在一些实施方案中,所述食品组合物进一步包含矿物质。在一些实施方案中,所述食品组合物进一步包含维生素。在一些实施方案中,所述食品组合物进一步包含氨基酸。在一些实施方案中,所述食品组合物进一步包含一种或多种益生细菌。在一些实施方案中,所述一种或多种益生细菌包含选自以下各项的一种或多种菌株:双歧杆菌属(Bifidobacterium)、乳杆菌属(Lactobacillus)、梭菌属(Clostridium)、罗尔斯通菌属(Ralstonia)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、链球菌属(Streptococcus)及其组合。
在一些实施方案中,所述一种或多种益生细菌包含选自以下各项的一种或多种菌株:假单胞菌属(Pseudomonas)、葡萄球菌属、链球菌属、伊丽莎白菌属(Elizabethkingia)、贪噬菌属(Variovorax)、双歧杆菌属、黄杆菌属(Flavobacterium)、乳杆菌属、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)、肠杆菌属(Enterobacter)及其组合。在一些实施方案中,所述食品组合物进一步包含抗体。在一些实施方案中,所述抗体包含免疫球蛋白IgA。在一些实施方案中,所述食品组合物进一步包含乳铁蛋白。
本公开内容的另一方面提供了包括机器可执行代码的非暂时性计算机可读介质,所述机器可执行代码由一个或多个计算机处理器执行时实施上文或本文中其他部分的任何方法。
本公开内容的另一方面提供了一种系统,所述系统包括一个或多个计算机处理器及与其联接的计算机存储器。计算机存储器包括机器可执行代码,所述机器可执行代码由一个或多个计算机处理器执行时实施上文或本文其他部分的任何方法。
对于本技术的技术人员来说,从其中只显示和描述了本发明的示例性实施方案的以下详细描述中可以很容易地看出本发明的其他方面和优点。将认识到,本公开内容能够具有其他和不同的实施方案并且其若干细节能够具有各种显而易见的方面的修改,且均未背离本公开内容。因此,附图和说明书应被视为示例说明性而非限制性。
援引并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请都通过援引并入本文中,在程度上就如同每件单独的出版物、专利或专利申请被明确地且单独地指明通过援引而并入。就通过援引并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相矛盾而言,本说明书旨在取代和/或优先于任何这种矛盾的材料。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求书中具体地阐述。通过参考以下详细描述和附图(在本文中也称为“图”)将获得对本发明的特征和优点的更好理解,所述详细描述阐述了其中利用本发明的原理的示例性实施方案,其中:
图1示出了如本文所述用于从分离的干细胞产生乳腺细胞或乳腺样细胞的过程的示意图。
图2示出了如本文所述用于从分离的干细胞产生乳成分的生物反应器过程的示意图。
图3示出了如本文所述用于制备遗传工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的实验室工作流程图。
图4示出了如本文所述可用于在乳腺细胞或乳腺样细胞中诱导酪蛋白的表达的Tet-On诱导型启动子系统的示意图。
图5示出了被编程为或以其他方式被配置为实施本文提供的方法的计算机系统。
具体实施方式
虽然本文中已经示出和描述了本发明的各种实施方案,但是对于本领域技术人员将显而易见的是这些实施方案仅仅作为示例而提供。在不脱离本发明的情况下,本领域技术人员可以想到许多改变、变化和替换。应理解可以采用本文所述的本发明实施方案的各种替代方案。
每当术语“至少(约)”、“大于(约)”或者“大于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一数值之前时,该术语“至少(约)”、“大于(约)”或者“大于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如,大于或等于1、2或3相当于大于或等于1、大于或等于2或大于或等于3。
每当术语“至多(约)”、“不大于(约)”、“小于(约)”或者“小于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一数值之前时,该术语“至多(约)”、“不大于(约)”、“小于(约)”或者“小于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如,小于或等于3、2或1相当于小于或等于3、小于或等于2或小于或等于1。
词语“一”或“一种”的使用,当在权利要求书和/或说明书中与术语“包含”一起使用时,可以意指“一”,但也与“一种或多种”、“至少一种”和“一种或多于一种”的含义一致。
在权利要求中术语“或”的使用用来意指“和/或”,除非明确地指明是指仅备选项或者备选项相互排斥,但是本公开内容支持意指仅备选项以及“和/或”的定义。如本文中所用,“另一”可以意指至少第二个或更多个。
术语“约”通常用于表示值包括测定该值所采用的装置、方法的固有误差差异或者研究对象之间存在的差异。除非另有说明,基于上述值,术语“约”可以意指所列值的±5%。
术语“包括”、“具有”和“包含”是开放式连系动词。这些动词中的一个或多个的任何形式或时态例如“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“包含(includes)”和“包含(including)”也都是开放式的。例如,“包含”、“具有”或“包括”一步或多步步骤的任何方法不限于仅具有这些一步或多步步骤,并且还覆盖其他未列出的步骤。
如本文所用的,术语“风味”通常是指食物或饮料的味道和/或香味。
如本文所用的,术语“灰分”或“矿物质”通常是指可能存在于哺乳动物产生的乳中的一种或多种离子、元素、矿物质和/或化合物。本文中描述了存在于哺乳动物产生的乳中的非限制性离子、元素、矿物质和化合物。附加的离子、元素、矿物质和化合物可能存在于哺乳动物产生的乳中。
如本文所用的,术语“核酸”通常是指任何长度的核苷酸(例如,至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、100、500、1000或更多个核苷酸)的聚合形式,或脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸或其类似物。核酸可包含选自腺苷(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)或其变体中的一种或多种亚单元。核苷酸可包括A、C、G、T或U,或其变体。核苷酸可包括可被掺入增长的核酸链中的任何亚单元。这种亚单元可以是A、C、G、T或U,或者对一个或多个互补A、C、G、T或U具有特异性的任何其他亚单元,或者与嘌呤(即A或G,或其变体)或嘧啶(即C、T、或U,或其变体)互补的任何其他亚单元。在一些实例中,核酸可以是单链或双链的,在一些情况下,核酸分子是环状的。核酸的非限制性实例包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。核酸可包括基因或基因片段的编码区或非编码区、由连锁分析界定的一个或多个基因座、外显子、内含子、信使RNA(mRNA)、转移RNA、核糖体RNA、短干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)、核酶、cDNA、重组核酸、分支核酸、质粒、载体、分离的任何序列的DNA、分离的任何序列的RNA、核酸探针和引物。核酸分子可包含一种或多种修饰的核苷酸,例如甲基化核苷酸和核苷酸类似物。
如本文所用的,术语“脂质”通常是指包含脂酰基(例如饱和或不饱和的酰基链)的一种或多种分子(例如生物分子)。脂质可以包括油类、磷脂质、游离脂肪酸、磷脂质甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯。
如本文所用的,“分离的”有机分子(例如脂肪酸或SCFA)通常是指从其来源的宿主细胞的细胞组分(膜脂质、染色体、蛋白质)中基本上分离的有机分子。如本文所用的,术语“分离的”就蛋白质而言通常表示制备的蛋白质为至少60%纯度,例如大于60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或99%纯度。虽然该术语不要求该生物分子已经与所有其他化学品分离开,但是某些分离的生物分子可能被纯化为接近同质性。
如本文所用的,术语“胶束”通常是指在组合物内作为分散体存在的球形或大致球形的超分子结构。胶束可以具有例如由带电的外层构成的表面。胶束可以包封一种或多种生物分子。例如,胶束可以包封两种或更多种蛋白质(例如β-酪蛋白蛋白质和κ-酪蛋白蛋白质)。胶束可以具有约10纳米(nm)至约350nm的直径。胶束可以具有大于约350nm的直径。胶束可以具有小于约10nm的直径。
如本文所用的,术语“突变的”或“突变”当应用于核酸序列时通常是指与参考核酸序列相比在核酸序列中可被插入、缺失或改变的核苷酸。单突变可以在基因座进行(点突变),或者多个核苷酸可以在单个基因座处插入、缺失或改变。此外,可以在核酸序列内在任何数量的基因座处进行一个或多个改变。核酸序列突变可以通过本领域已知的任何方法进行,包括但不限于诱变技术例如“易错PCR”(在DNA聚合酶的复制保真度低的条件下进行PCR的过程,使得沿着PCR产物的整个长度获得高比率的点突变;参见,例如Leung等人,Technique 1:11-15,1989以及Caldwell和Joyce,PCR Methods Applic.2:28-33,1992,其各自都以其全文通过援引并入本文中用于所有目的);以及“寡聚核苷酸定向诱变”(能够实现在任何克隆的目标DNA区段中产生位点特异性突变的过程;参见,例如Reidhaar-Olson和Sauer,Science 241:53-57,1988,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的)。
如本文所用的,在核酸序列的上下文中术语“百分比序列同一性”或“同一性”通常是指当进行最大对应性的比对时两个序列中可能相同的残基。序列同一性比较的长度可以在整个至少约9个核苷酸,例如至少约20个核苷酸、至少约24个核苷酸、至少约28个核苷酸、至少约32个核苷酸或至少约36或更多个核苷酸的区段上。序列同一性比较的长度可以在整个小于9个核苷酸的区段上。算法可以应用于测量核苷酸序列同一性。例如,多核苷酸序列可以利用FASTA、Gap或Bestfit进行比较,其是Wisconsin Package 10.0版,GeneticsComputer Group(GCG),Madison,Wis.中的程序。FASTA可以提供查询序列与搜索序列之间最佳重叠的区域的比对和序列同一性百分比。参见,例如Pearson,Methods Enzymol.183:63-98,1990(其通过援引并入本文中)。例如,核酸序列之间的序列同一性百分比可以利用FASTA在其默认参数(字长6和NOPAM系数用于评分矩阵)下或者利用Gap在GCG 6.1版中设置的其默认参数下进行测定,通过援引并入本文中。或者,序列可以利用以下计算机程序进行比较:BLAST(Altschul等人,J.Mol.Biol.215:403-410,1990;Gish和States,NatureGenet.3:266-272,1993;Madden等人,Meth.Enzymol.266:131-141,1996;Altschul等人,Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997;Zhang和Madden,Genome Res.7:649-656,1997,尤其blastp或tblastn(Altschul等人,Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997(其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的)。
如本文所用的,术语“可操作地连接的”表达控制序列通常是指其中表达控制序列与目标基因邻接以控制目标基因的连接,以及以反式方式或在某距离处发挥作用以控制目标基因的表达控制序列。如本文所用的,术语“多核苷酸”或“核酸分子”通常是指长度大约至少10个碱基的核苷酸的聚合形式。该术语可以包括DNA分子(例如cDNA或基因组或合成DNA)和RNA分子(例如mRNA或合成RNA),以及包含非天然核苷酸类似物、非天然核苷酸之间的键或二者的DNA或RNA类似物。核酸可以处于任何拓扑构象。例如,核酸可以是单链的或双链的或环形的。
如本文所用的,在提及核酸(例如基因)时术语“重组”通常是指已经从其天然存在的环境去除的核酸、与核酸的在其天然存在时与该核酸毗连或邻近的全部或部分不相关的核酸、可操作地连接至与其天然不连接的核酸的核酸、或天然不存在的核酸。术语“重组”可以用于例如描述克隆的DNA分离物,或包含化学合成的核苷酸类似物的核酸。当“重组”用于描述蛋白质时,其可以是指例如在不同的物种或类型的细胞(与天然产生该蛋白质的物质或细胞类型相比)中产生的蛋白质。如本文所用的,如果在生物体的基因组中异源性序列位于邻近内源性核酸序列,使得内源性核酸序列的表达被改变,则该内源性核酸序列(或该序列的编码的蛋白质产物)可以被视为“重组”。在此上下文中,异源性序列是天然地与内源性核酸序列不邻近的序列,无论该异源性序列是否本身是内源性(源于同一宿主细胞或其后代)或外源性(源于不同的宿主细胞或其后代)。例如,启动子序列可以替代(例如通过同源重组)宿主细胞的基因组中基因的天然启动子,使得此基因具有改变的表达模式。此基因现在可以变成“重组”的,因为其与天然地在其旁侧的序列中的至少一些分离开。如果核酸包含基因组中的对应核酸天然不存在的任何修饰,则该核酸也可以被视为“重组”的。例如,如果内源性编码序列包含人工(例如通过人干预)引入的插入、缺失或点突变,则该内源性编码序列可以被视为“重组”的。“重组核酸”也可以包括被整合到宿主细胞染色体中的异源位点的核酸以及作为附加体存在的核酸构建体。
如本文所用的,术语“重组宿主细胞”(“表达宿主细胞”、“表达宿主系统”、“表达系统”或简单地“宿主细胞”),通常是指重组载体已被引入其中的细胞。此类术语可以不仅是指特定的对象细胞,而且是指此类细胞的后代。因为某些修饰可能存在于后续数代中,由于突变或环境影响,此类后代实际上可能不同于亲代细胞,但是仍然被包括在如本文所用的术语“宿主细胞”的范围内。重组宿主细胞可以是在培养基中生长的分离的细胞或细胞系,或者可以是存在于活的组织或生物体中的细胞。本文所述的哺乳动物细胞可以被遗传工程化为具有与天然存在的细胞的基因组不同的基因组。根据其上下文,此类工程化的细胞可以被称为重组乳腺细胞、表达乳腺细胞等。
如本文所用的,当提及核酸或其片段时术语“基本同源性”或“基本相似性”通常是指当与另一核酸(或其互补链)最佳比对时具有适当的核苷酸插入或缺失的核酸或其片段,如通过任何熟知的序列同一性算法例如上述FASTA、BLAST或Gap测量的,可以在至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、至少约95%、至少约96%、至少约97%、至少约98%或至少约99%的核苷酸碱基中存在核苷酸序列同一性。
如本文所用的,术语“严格杂交”通常是指可以在特定的条件集下在低于特异性DNA杂交的热解链点(Tm)约25℃进行的杂交过程。“严格洗涤”可以在特定的条件集下在比特异性DNA杂交的Tm低约5℃的温度进行。Tm可以是50%的靶序列杂交至完全匹配的探针时的温度。参见Sambrook等人,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版,ColdSpring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,9.51页,1989,通过援引并入本文中。出于本文的目的,“严格条件”通常可以是指对于溶液相杂交为在6×SSC(其中20×SSC包含3.0M NaCl和0.3M柠檬酸钠)、1%SDS中在65℃水相杂交(例如不含甲酰胺)8-12小时,随后在0.2×SSC、0.1%SDS中在65℃进行20分钟两次洗涤。取决于包括正在杂交的序列的长度和同一性百分比的许多因素,在65℃的杂交可能以不同的速率进行。或者,当在严格杂交条件下核酸或其片段杂交至另一核酸、杂交至另一核酸的链或杂交至其互补链时,可能存在基本同源性或相似性。在核酸杂交实验的上下文中“严格杂交条件”和“严格洗涤条件”可能取决于多种不同的物理参数。核酸杂交可能受到诸如盐浓度、温度、溶剂、杂交物质的碱基组成、杂交核酸之间的互补区的长度或核苷酸碱基错配的数量以及其他因素的此类条件的影响。
如本文所用的,术语“合成的”或“人工的”可以互换地使用并且通常是指人造的并且通常不以此种形式或结构天然存在的分子、化合物或物质组合物。对天然存在的分子、化合物或物质组合物的化学结构或物理结构的修饰(无论如何小)都可以被包括在术语“合成的”或“人工的”内,只要这种修饰通常不是天然存在的。
如本文所用的,术语“寡聚核苷酸”通常是指包含至少一种核苷酸(例如脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸或其类似物)的可以具有各种长度的核酸分子。寡聚核苷酸可以包含至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、250、300、400、500、600、700、800、900、1,000、5,000、10,000、50,000、100,000或更多个核苷酸。寡聚核苷酸可以包含至多约100,000、50,000、10,000、5,000、1,000、900、800、700、600、500、400、300、250、200、175、150、125、100、90、80、70、60、50、45、40、35、30、25、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或更少个核苷酸。寡聚核苷酸可以是未被结合的(例如在溶液中)或被结合的(例如与基底化学结合)。寡聚核苷酸可以包含一种或多种非标准核苷酸、核苷酸类似物、修饰的核苷酸或其任何组合。
如本文所用的,术语“乳的成分”或“乳成分”或“乳营养素”通常是指哺乳动物产生的乳中存在的分子、化合物、元素或离子。乳的成分或乳成分的非限制性实例可以包括脂肪或脂质;蛋白质例如酪蛋白或乳清蛋白质;矿物质或灰分,例如钙、磷酸盐、镁、钠、铜、铁、锌、锰和钾;氨基酸例如色氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、甜菜碱、甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸和丝氨酸。
如本文所用的,术语“大体上不含”或“基本上不含”特定的分子、蛋白质、寡糖、脂质、细胞、微生物等通常可以表示组合物基本上没有这种分子、蛋白质、寡糖、脂质、细胞、微生物等。当就纯度而言表述时,大体上不含或基本上不含通常是指这种分子、蛋白质、寡糖、脂质、细胞、微生物等的量可以不超过以重量百分比计(约)10%、(约)5%、(约)1%或(约)0.5%的情形。
如本文所用的,术语“乳腺细胞”通常是指乳腺上皮细胞、乳腺-上皮管腔细胞或哺乳动物上皮腺泡细胞或其任何组合。如本文所用的,术语“乳腺样细胞”通常是指具有与天然乳腺细胞相似(或基本上相似)的表型/基因型但衍生自非乳腺细胞源的细胞。这种乳腺样细胞可以被工程化为去除至少一种不期望的基因组分和/或包含乳腺细胞特有的至少一种预定的基因构建体。乳腺样细胞的非限制性实例可以包括乳腺上皮样细胞、乳腺上皮管腔样细胞、表现出乳腺细胞系细胞的一种或多种特征的非乳腺细胞或其任何组合。乳腺样细胞的其他非限制性实例可以包括具有与天然乳腺细胞相似(或基本上相似)的表型的细胞,或更具体地具有与天然乳腺上皮细胞相似(或基本上相似)的表型的细胞。具有或表现出与天然乳腺细胞或乳腺上皮细胞相似(或基本上相似)的表型或至少一种特征的细胞可以包括天然表现出或已被工程化为能够表达至少一种乳成分的细胞(例如衍生自乳腺细胞系或非乳腺细胞系)。
如本文所用的,术语“非乳腺细胞”通常可以包括非乳腺系的任何细胞。在实施方案中,非乳腺细胞可以是能够被工程化为表达至少一种乳成分的任何哺乳动物细胞。这种非乳腺细胞的非限制性实例包括肝细胞、血细胞、肾脏细胞、脐血细胞、上皮细胞、表皮细胞、肌细胞、成纤维细胞、间充质细胞或其任何组合。在一些情形中,分子生物学和基因组编辑技术可以被工程化以同时消除、沉默或减弱各种基因。
如本文所用的,术语“减弱”通常可以是指对基因序列(或控制基因序列的转录的序列)作出的功能性缺失,其降低或抑制基因产物的产量或使得基因产物无功能性。在一些情形中,功能性缺失可以包括敲除突变。减弱的非限制性实例可以包括通过改变核酸序列、使基因处于活性较弱的启动子控制下、下调、表达靶向目标基因的干扰RNA、核酶或反义序列或通过本领域已知的任何其他技术所致的氨基酸序列变化。在非限制性实例中,特定酶对由并非产物或反应物的组合物所致的反馈抑制或抑制(非通路特异性反馈)的敏感性可能减少,使得该酶活性不受化合物的存在影响。在其他情形中,已被改变为活性较弱的酶可以被称为减弱的。
如本文中在遗传工程的上下文中所用的,术语“缺失”通常是指从核酸分子中去除核苷酸或者从蛋白质中去除氨基酸,例如,在两侧上连接在一起的区域。例如,这种方法可以用于编辑不想要的基因的基因座,用于将所需基因插入哺乳动物细胞中,用于使非乳腺细胞成为乳腺样细胞,或其任何组合。参见,例如,Smith等人,名称为“Enabling large-scale genome editing at repetitive elements by reducing DNA nicking,”NucleicAcids Research,48卷,9期,2020年5月21日,5183–5195页,https://doi.org/10.1093/ nar/gkaa239,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
乳是乳制品;在妊娠期间或之后由哺乳动物乳腺产生的富含营养素的液体食物,并且是包括人的婴幼哺乳动物的主要营养素来源。乳由于归因于其组成的独特有益特性被视为均衡的饮食。哺乳动物的或哺乳动物产生的乳是非常复杂的流体,其包含数千种组分例如脂质(甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯、磷脂质、游离脂肪酸、胆固醇和胆固醇酯)、蛋白质(酪蛋白和乳清蛋白质)、维生素(维生素A、B1、B2、B5、B6、B12、C、D、E和K)、矿物质(钙、钾、镁、磷酸盐、钠、氯化物、柠檬酸盐和钙-磷酸盐)、碳水化合物和糖(葡萄糖、乳糖、半乳糖和其他寡糖)。然而,乳的确切组成随着物种而变化。乳的其他成分由干细胞、乳腺细胞、白细胞、酶、细菌和免疫球蛋白组成。除了富含营养素之外,乳还是乳制品例如酸奶、奶油、奶酪、黄油和冰淇淋的来源。
全球人均乳消耗量估计为每年108升,单独乳消耗量估计为每年810亿升。全球乳制品市场体量估计为216公吨(其中54%市场份额由液体乳占据),6740亿USD的全球年销售额预计将增长。从2017年起至2027年,乳产量预计将增长22%。在未来十年期间新鲜乳制品和加工的乳制品的全球消耗量有望分别保持每年增长2.1%和1.7%。乳和乳制品消耗的最大份额是新鲜乳制品的形式,占世界总乳产量的约50%,并且由于在发展中国家中增高的乳消耗,在未来十年中预期将增长至52%。在发展中国家中乳制品的人均消耗量预期对于全脂奶粉增长每年平均.5%,对于脱脂奶粉增长1.1%,对于奶酪增长.8%,对于黄油增长1.7%,对于新鲜乳制品增长1.9%。在发达国家中,也预期到人均乳制品消耗量增长,一些乳制品在制造业中的使用(诸如在糖果、婴儿配方食品、研究和烘焙产品中的脱脂奶粉)进一步增长。
虽然哺乳动物产生的乳,例如牛乳,被许多人视为营养的理想来源,但是由于与哺乳动物乳或哺乳动物产生的乳的过敏原性和某些成分的乳糖不耐受相关的原因已经寻求哺乳动物乳或哺乳动物产生的牛乳的各种乳替代品或替代乳源。由于乳是数千种成分的复杂混合物并且不能容易地改变,所以这些次优属性可能不易于校正。替代乳源可以包括基于植物的乳例如大豆、燕麦、杏仁、腰果、椰子、亚麻籽、稻米和油莎豆乳,或者通过重组或化学合成方法产生的乳。在2015年无乳糖的乳制品的美国销售额为$67亿,并且在2015基于植物或坚果的乳制品样产品的美国销售额为$137亿。乳制品替代品在风味和功能性方面有所不足,此外,乳制品奶的工业和文化意义大部分源于其在衍生产品,例如奶酪、酸奶、奶油或黄油中的作用。非乳制品植物基乳虽然解决了环境和健康问题,但是在经受用于乳制品乳的相同工艺时通常无法形成这种衍生产品。
乳制品替代品通常没有向新生的或婴幼的哺乳动物(其唯一的饮食组成是乳)提供足够的乳替代。因此,无法获得足够母乳的婴幼哺乳动物,无论由于它们的母亲无法表达足够的乳,还是由于不能向婴幼儿哺乳,都可以用婴儿配方食品作为母乳的替代品喂养。婴儿配方食品的组成无法匹敌母乳的复杂性,这对于稀有或濒危的哺乳动物可能尤其相关。在一个实例中,人母乳是人乳寡糖(HMO)的丰富来源,其对于人婴儿的早期发育和健康而言是关键。HMO充当益生元,具有抗细菌和免疫调节的特性。这些健康益处是人乳中鉴定的超过150种不同HMO的协同效果。与天然人母乳相比,商业上可获得两种HMO(乳糖-N-新四糖和2’-岩藻糖基乳糖),用于添加至人婴儿配方食品中。用人婴儿配方食品喂养的人婴儿处于患有如糖尿病、肥胖症、呼吸和在生命后期的免疫疾病的病症的较高的风险中。
关于常规乳制品生产对动物健康和环境的影响也存在着普遍顾虑。例如,由乳制品废水所致的环境影响可能导致显著水平的硝酸盐,其具有污染地下水的可能性。地下水形成表面水供应有限的许多城镇和农场的水供应的主要来源。在美国,一半的人口完全或部分地依赖于地下水。此外,奶牛例如牛、山羊、骆驼及其他动物需要密集的资源。牲畜消耗仅美国生产的所有小麦、玉米和其他谷物的70%。牲畜是18%的温室气体(GHG)排放的原因,占用30%的地球地域、70%的耕地和8%的全球淡水。奶牛主要是放牧有蹄类或有蹄动物,其可以对土壤和草地造成损害。在2017年,预测在世界上存在278百万乳牛,生产828百万吨(725亿升)牛奶。随着世界人口增长,预测牛奶消耗量和需求升高。利用传统的畜牧业和增加奶牛来满足此需求可能导致更多的生态和环境问题。
虽然进一步工业化乳制品业可能巩固一些资源利用,但是工厂化农场以及畜牧业中不良的动物健康条件是食物传播的疾病和乳制品污染物的原因。存在于乳和乳产品中的污染物可能源于动物饲养实践并且可能包括病原体、除害剂残余物、重金属和黄曲霉毒素M1。乳中存在食物传播的病原体可能是由于在乳牛场环境中与污染源直接接触或者来自受感染动物的乳腺的排出物。在人当中疾病的爆发已经追溯到消耗未经巴氏灭菌的和经巴氏灭菌的牛乳。可能需要比目前的生产方法更有效、更安全且更健康的乳制品生产方法。
目前,除了传统的农业方法之外,用于乳生产的方法是基于通过基于重组的方法利用细菌、酵母或哺乳动物表达系统或者利用植物作为替代乳源来生产组分(酪蛋白、乳清蛋白质等)。由这些方法生产的乳缺乏乳的大多数组分(蛋白质和脂肪含量、寡糖等)。虽然用于从来自乳腺组织或乳的间充质干细胞中分离和分化成熟的乳腺管腔和上皮细胞的方法是已知的,但是利用这种方法难以生产大量乳制品,并且生产的乳制品的特性与天然产生的乳制品相差过大。因此,需要开发最小化食物传播的病原体,具有较低的环境影响,其保留用于乳制品的衍生或下游应用的能力,并且其提供与哺乳动物乳或哺乳动物产生的乳相似的营养图谱的乳制品及其衍生乳制品产品。本文中提供了用于生产用于食物消耗的培养乳制品的系统和方法。
营养组合物
本公开内容的方面可以包括营养组合物(例如液体营养组合物或液体组合物)。在一些实施方案中,营养组合物(例如液体营养组合物或液体组合物)可以从乳腺细胞或乳腺样细胞的体外培养物获得(例如,如图1的非限制性实例示意图中所示)。在一些实施方案中,营养组合物(例如液体营养组合物或液体组合物)或乳产品可以基本上不含免疫球蛋白(或抗体),基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物,或其组合。乳腺细胞或乳腺样细胞可以通过使哺乳动物干细胞组合物(例如如本文所述的哺乳动物间充质干细胞组合物)分化而获得(例如,如图1的非限制性实例示意图中所示)。在一些实施方案中,干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞可以被遗传工程化为提高或减少由所述细胞产生的任何组分,从而产生具有任何预定组成的组合物,该组合物包含至少一种蛋白质、至少一种寡糖或至少一种脂肪或脂质或其任何组合(如本文所述)。由这种乳腺细胞或乳腺样细胞的体外培养物产生的营养组合物可以补充有改变其风味、质地或营养益处的成分。在一些实施方案中,哺乳动物间充质干细胞可以被分离和培养例如48小时或96小时。哺乳动物间充质干细胞可以在生长培养基中增殖,例如多达7天。在一些实施方案中,这些细胞可以在例如2D或3D培养基中生长。在一些实施方案中,这些细胞可以随后分化成乳腺上皮和管腔细胞并且被接种在2D或3D培养基中。在2D或3D培养基中在支架上接种的细胞可以在生物反应器容器中进行培养并且利用泌乳培养基来进一步分化成泌乳细胞(例如,如图2的非限制性实例示意图中所示)。泌乳的成分可以被过滤出以产生液体组合物或乳营养组合物(如本文所述)。
食品组合物
本公开内容的方面可以提供用于生产食品组合物(例如食品(例如体外工程化))的组合物、试剂盒、系统和方法。在一些实施方案中,食品组合物或食品可以是能够由人或其他动物摄取或代谢以提供能量和构建组织的任何组合物。食品组合物或食品可以被人或其他动物食用或饮用以供营养或快感。食品组合物或食品可以包含碳水化合物、脂肪、蛋白质或水或其任何组合。食品组合物或食品可以与其他成分组合或被添加至其他成分以产生可由人或其他动物摄取的组合物。食品组合物或食品可以包含乳制品(或乳制品组合物)。乳制品(或乳制品组合物)可以是指乳(例如全脂乳、部分脱脂乳、脱脂乳、烹饪乳、浓缩乳、风味乳、山羊乳、绵羊乳、乳粉、蒸发乳、奶泡)或衍生自乳的产品/组合物,包括但不限于酸奶(例如全脂酸奶、低脂酸奶、无脂酸奶、希腊酸奶(例如去除乳清的粗滤酸奶)、搅打酸奶、山羊乳酸奶、脱乳清酸奶、绵羊乳酸奶、酸奶饮料(例如全脂乳开菲尔酸奶、低脂乳开菲尔酸奶、拉西酸奶奶昔)、奶酪(例如乳清奶酪例如乳清干酪和马苏里拉奶酪、半软质奶酪例如哈瓦蒂干酪和Munster、中等硬质奶酪例如Swiss和Jarlsberg、硬质奶酪例如Cheddar、软质成熟奶酪例如Brie和亚尔斯贝格奶酪、白软干酪、奶油干酪、凝乳)、奶油(例如搅打奶油、咖啡调白油、咖啡稀奶油、酸奶油、生奶油)、冷冻糖食品(例如冰淇淋、水果奶昔、奶昔、冷冻酸奶、圣代冰激凌)、黄油、婴儿配方食品、减重饮料、营养饮料、布丁、酪乳、乳蛋白质浓缩物、乳清蛋白质浓缩物、乳清蛋白质分离物、酪蛋白浓缩物、酪蛋白分离物、脱脂奶粉、全脂奶粉、营养补充剂、质地配混物、调味配混物或着色配混物。乳制品(或乳制品组合物)可以包含体外生长的动物组分例如培养细胞或培养细胞组分。乳制品(或乳制品组合物)可以用于产生源于或相似于动物乳或其衍生物的任何种类的食品组合物或食品。乳制品(或乳制品组合物)可以包含混合型食品组合物或食品,其包含植物源物质和培养乳制品、细胞,或与植物源物质相关联的物质,从而形成与单独的植物源物质相比具有改善的感官和营养价值的统一食品组合物或食品。乳制品(或乳制品组合物)可以不含体液例如唾液、血清、血浆、粘液、尿液、粪便、眼泪、乳等,或可以包含体液。
在一些实施方案中,培养乳制品可以包含动物细胞例如哺乳动物上皮或管腔细胞或它们的分泌物的体外细胞培养物(如本文所述)。培养细胞可以是指在其天然环境之外在体外在受控的条件下生长的细胞。培养乳制品可以包含哺乳动物产生的乳,其通常是指由哺乳动物产生的乳。乳制品可以包含加工的哺乳动物产生的乳,其可以是指利用乳制品工业中已知的一步或多步步骤(例如均质化、巴氏灭菌、辐照或补充)加工的哺乳动物产生的乳。培养乳制品可以包含乳的成分或乳成分,其可以是指在哺乳动物产生的乳中存在的分子、化合物、元素或离子。乳成分可以是哺乳动物衍生的成分,其可以包含从哺乳动物的身体获得的分子、元素、离子或化合物例如蛋白质、脂质、矿物质或灰分或核酸,或者从由哺乳动物产生的流体或固体获得的分子。乳的成分(或乳成分)的非限制性实例可以包括脂肪或脂质、蛋白质(例如酪蛋白或乳清蛋白质)、矿物质或灰分(例如钙、磷酸盐、镁、钠、铜、铁、锌、锰和钾)、氨基酸(例如色氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、甜菜碱、甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸和丝氨酸)或其任何组合。乳的成分可以包含哺乳动物产生的乳中的成分的浓度,其可以是指由哺乳动物产生的乳中的成分的浓度,或者由相同物种的哺乳动物群体产生的乳中成分的平均浓度。乳成分可以包含乳蛋白质,其通常是指可能存在于哺乳动物产生的乳中的蛋白质,或者具有可能与可能存在于哺乳动物产生的乳中的蛋白质的序列基本上相似的序列的蛋白质。在一些情况中,乳蛋白质可以包含β-酪蛋白、κ-酪蛋白、α-S1-酪蛋白、α-S2-酪蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、乳铁蛋白、运铁蛋白、血清白蛋白或其任何组合。乳蛋白质可以包含乳蛋白质成分,例如乳中存在的蛋白质或蛋白质等效物和变体,例如酪蛋白、乳清或酪蛋白和乳清的组合,包括它们的亚单元,其可以衍生自各种来源。酪蛋白蛋白质通常是指存在于哺乳动物产生的乳中并且能够与该家族中的其他蛋白质自组装而形成胶束并且/或者在酸性pH下从水溶液中沉淀析出的蛋白质家族。酪蛋白蛋白质的非限制性实例可以包括存在于牛乳中的β-酪蛋白、κ-酪蛋白、α-S1-酪蛋白和α-S2-酪蛋白。一种蛋白质或多种蛋白质可以被胶束包封,例如,近似球形的超分子结构,其作为分散体存在于组合物内。例如,胶束可以具有由带电的外层构成的表面。在实例中,胶束可以包封蛋白质例如β-酪蛋白蛋白质或κ-酪蛋白蛋白质等。
在一些实施方案中,乳制品或乳制品组合物可以包含营养添加剂,所述营养添加剂包含维生素或矿物质或二者。乳制品或乳制品组合物可以任选地进一步包含增强风味的添加剂(例如甜味剂)。甜味剂可以包含当被添加至组合物时使得该组合物在由哺乳动物例如人摄取时有甜味的糖(例如单糖、二糖或多糖)或人工甜味剂(例如小分子人工甜味剂或蛋白质人工甜味剂)。培养的细胞或组织可以与至少一种其他成分组合,例如,以获得具有期望的质地、保水性、产品粘附性或其任何组合的食品组合物或食品。提供风味、质地或其他烹饪特性的成分可以被添加至乳制品或乳制品组合物。成分可以包括粘结剂、填充剂或增量剂。填充剂或粘结剂可以包含非乳制品物质,包括碳水化合物例如淀粉。填充剂或粘结剂的非限制性实例可以包括马铃薯淀粉、面粉、蛋、明胶、卡拉胶或木薯粉,或其组合。增量剂可以具有高蛋白质含量。增量剂的非限制性实例可以包括大豆蛋白质、乳蛋白质或源于乳制品的蛋白质或其组合。提供风味、质地或其他烹饪特性的成分可以被添加至乳制品或乳制品组合物。例如,细胞外基质蛋白可以用于调节促成期望的食品组合物或食品的味道的结构一致性和质地。在一些情形中,可以添加来自整个动物的乳制品中一般缺乏的营养素例如维生素以提高该乳制品的营养价值。这可以通过将营养素直接添加至生长培养基或通过备选方法实现。例如负责生物合成特定的维生素例如维生素D、A或不同维生素B复合物的酶可以被转染到培养的乳腺细胞中而在这些细胞内产生特定的维生素来实现。
在一些实施方案中,可以将试剂、化合物、分子或成分添加至本文所述的液体组合物。例如并非限制,可以进一步将以下各项添加或补充至本文所述的液体组合物或乳产品:至少一种矿物质、至少一种维生素、至少一种免疫球蛋白、至少一种氨基酸、至少一种碳水化合物、至少一种寡糖、至少一种细胞、至少一种微生物或其任何组合。至少一种维生素可以包括但不限于以下各项中的至少一种:维生素A、维生素B、维生素C、维生素D、维生素K、维生素E、硫胺素、烟酸、生物素、核黄素、叶酸盐和泛酸。维生素B可以包括但不限于以下各项中的至少一种:硫胺素、核黄素、烟酸、生物素、泛酸、叶酸盐、吡哆醇(及相关物质例如维生素B6)和钴胺素(及其衍生物,维生素B12)。维生素A可以以各种形式存在并且可以包括以下各项中的至少一种:视黄醇、视黄醛、视黄酸、视黄酯以及前维生素A类胡萝卜素例如β-胡萝卜素。维生素E可以包括两组化合物中的至少一种:生育酚(α-、β-、γ-和δ-)和生育三烯酚(α-、β-、γ-和δ-)。维生素K可以包括叶绿醌(维生素K1)和甲基萘醌(维生素K2)中的至少一种。维生素D可以包括胆钙化醇(维生素D3)和麦角钙化醇(维生素D2)中的至少一种。至少一种矿物质可以包括但不限于以下各项中的至少一种:钙、磷酸盐、镁、钠、铜、铁、锌、锰和钾。至少一种氨基酸可以包括但不限于以下各项中的至少一种:色氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、甜菜碱、甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、牛磺酸、肉毒碱、精氨酸和肌醇。至少一种免疫球蛋白可以包括但不限于免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM)。可被进一步包含在组合物中的至少一种细菌微生物可以包括但不限于以下各项中的至少一种:假单胞菌属、葡萄球菌属、链球菌属、伊丽莎白菌属、贪噬菌属、双歧杆菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、寡养单胞菌属、短波单胞菌属、金黄杆菌属和肠杆菌属。参见,例如,Murphy等人(2017),名称为“The composition of human milk and infant fecal microbiota overthe first three months of life:a pilot study”Scientific Reports,7(1),pp.1-10,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。用于补充本文所述的液体组合物或乳产品的成分的以上列表不是穷举,并且可以根据需要向其添加其他成分。
在一些实施方案中,至少一种人乳寡糖(HMO)或聚糖可以被添加至本文所述的液体组合物中。存在着大约200种HMO并且HMO可以是人母乳特有的结构复杂的糖。它们可以用作益生元,其是肠胃生物发酵过程的底物,诱导有益细菌的生长或活性。HMO可以充当抗粘附剂,其抑制病原体粘附于粘膜表面,防止定殖,并且通过防止某些细菌增殖而充当抗微生物剂。HMO可以由五种不同的单糖构成,存在于人乳中的HMO的结构复杂性是人特有的。用作HMO的构造子的单糖可以是葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、N-乙酰基-葡糖胺(GlcNAc)、岩藻糖(Fuc)和唾液酸(Neu5Ac)。这些单个单糖可以经由若干键合类型(例如糖苷键)进行缀合。例外情况,HMO结构可能遵循严格构建计划。HMO结构中的每一种可以起始于乳糖单元“Gal(β1-4)Glc”,这起因于由乳糖合成酶蛋白质复合物催化的半乳糖和葡萄糖之间的β1-4糖苷键的形成。若干三糖可以通过将半乳糖或岩藻糖附接至乳糖残基的还原性或非还原性末端来合成,这是通过半乳糖基-或岩藻糖基-转移酶活性进行。所得组分可以是例如,乳糖-N-新四糖(LNnT)、3′-半乳糖基乳糖(Gal(β1-3)Gal(β1-4)Glc)、4′-半乳糖基乳糖(Gal(β1-4)Gal(β1-4)Glc)、6′-半乳糖基乳糖(Gal(β1-6)Gal(β1-4)Glc)、2′-FL(Fuc(α1-2)Gal(β1-4)Glc)和3-岩藻糖基乳糖(3’-FL)(Gal(β1-4)[Fucα1-3]Glc)。如果唾液酸经由唾液酸-转移酶连接至乳糖的非还原性末端,则形成3′-唾液乳糖(3′-SL;Neu5Ac(α2-3)Gal(β1-4)Glc)和6′-唾液乳糖(6′-SL)(Neu5Ac(α2-6)Gal(β1-4)Glc)。经由半乳糖的游离3-OH基团的乳糖的进一步延长可以通过添加Gal(β1-x)GlcNAc单元I型(Gal(β1-3)GlcNAc、乳糖-N-二糖)或II型(Gal(β1-4)GlcNAc、N-乙酰基乳糖胺)进行。这些核心结构可以是线型或支化的并且可以进一步缀饰有岩藻糖或唾液酸残基。HMO合成在乳腺上皮中的细胞定位被认为是高尔基体。HMO中的至少一种可以被添加至本文所述的液体组合物。还预期将两种或更多种HMO的组合包含在本文所述的液体组合物或乳产品中。高纯度的HMO可容易地从各种供应商获得。例如,DuPont Nutrition&Bioscience、BASF Corporation和Lonza SpecialtyIngredients各自都供应各种纯化的食品质量的HMO。
在一些实施方案中,通过环氧合酶从花生四烯酸天然地合成的生物活性脂质例如前列腺素(PG,包括PGE2、PGD2、PGF2、PGI2)和血栓素A2,可以被添加至本文所述的液体组合物。可以通过本领域已知的方法制得或者可以从商业来源购买这种生物活性脂质。可以向本文所述的液体组合物中添加或补充但不限于以下各项:游离氨基酸、肌酸、肉毒碱、核苷酸(胞苷-(CMP)、尿苷-(UMP)、腺苷-(AMP)、鸟苷-(GMP)、肌苷-单磷酸(IMP)和胞苷5′-二磷酸(CDP)、诸如腐胺、精脒、精胺的多元胺。
在一些实施方案中,可以将其他成分添加至本文所述的液体组合物或乳产品中以增强、改变或去除液体组合物的至少一种特性。例如并非限制,此类其他补充剂、化合物、分子或成分等可以包括调味剂、着色剂、芳香剂、甜味剂和质地剂香草、草莓、巧克力或榴莲。存在大量这种剂,各自都预期用于不同的目的并且具有不同的化学和生化特性,是食品科学家易于获得的。可被添加至液体组合物或乳中的调味剂的非限制性实例可以包括至少一种天然调味剂或至少一种合成调味剂,例如香草提取物、香草精油、巧克力、芝麻、榴莲、玉米、山药、蘑菇、咖啡、香蕉、麦芽、肉桂、姜黄、焦糖、牛油果、猕猴桃、杏仁或抹茶。可被添加至液体组合物或乳中的着色剂的非限制性实例可以包括至少一种天然着色剂或至少一种合成着色剂,例如E102、E104、E110、E122、E127、E129 E124、E131、E132、E133、E142或E143。可被添加至液体组合物或乳中的芳香剂的非限制性实例可以包括至少一种天然芳香剂或至少一种合成芳香剂,例如2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)呋喃酮、丁二酮(二乙酰基)CH3COCOCH3、甲基吡嗪、三甲基噁唑H3C、2-乙酰基噻吩或2-乙酰基噻唑。可被添加至液体组合物或乳中的甜味剂的非限制性实例可以包括至少一种天然甜味剂或至少一种合成甜味剂,例如甜叶菊、赤藓醇、木糖醇、雪莲果糖浆、安赛蜜钾、阿斯巴甜、甜蜜素、罗汉果苷、糖精、三氯蔗糖、糖醇、索马甜(E957)、异麦芽酮糖醇(E953)或麦芽糖醇(E965)。可被添加至液体组合物或乳中的质地剂的非限制性实例可以包括至少一种天然质地剂或至少一种合成质地剂,例如卵磷脂、纤维素衍生物、果胶、明胶、黄原胶、淀粉、菊糖、硅胶、卡拉胶和磷酸盐。
作为乳成分的任何上述成分可以从天然来源获得,然后从天然环境中进行分离和纯化;或者可以合成制得,例如从化学合成或利用重组DNA方法制得。为了用于补充本文所述的液体组合物,合成的乳成分可以与相应的天然存在的成分具有基本同源性或基本上相同。被补充到本文所述的液体组合物中的合成的乳成分可以是与它们相应的天然存在的成分至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%或100%同源的。被补充到本文所述的液体组合物中的合成的乳成分可以是与它们相应的天然存在的成分小于约50%同源的或相同的。
利用本公开内容的方面获得的液体组合物或乳可以被定制为产生组合物,该组合物具有期望水平的至少一种脂肪或脂质、期望水平的至少一种蛋白质、期望水平的至少一种寡糖、期望水平的至少一种矿物质等。例如并非限制本公开内容,液体组合物或乳可以被定制为产生高蛋白质低脂肪的产品;基本上不含乳糖的产品;基本上不含乳清蛋白质的产品;具有高脂肪含量的产品;高脂肪且低糖的产品等。所述的液体组合物或乳产品可以被定制为获得较高或较低水平的任何乳成分的任何组合。
在一些实施方案中,通过体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞而产生的组合物(例如液体组合物)的某些乳成分可以被分离或纯化。例如,这种乳成分可以包括酪蛋白或酪蛋白酸盐产物,包括胶束酪蛋白蛋白质、酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙、酪蛋白、A2乳、粗酶凝酪素和酸性酪蛋白。任何或全部这些成分可以从组合物(例如液体)中分离和纯化。本文所述的通过体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞而产生的组合物(例如液体组合物)可以用于产生干产品例如干酪乳产品、无脂干乳、乳渗透粉、乳蛋白质浓缩物(例如,含有约82.5%蛋白质)、乳蛋白质分离物(例如,含有约90%蛋白质)、干全脂乳、脱脂奶粉或全脂奶粉。本文所述的通过体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞而产生的液体组合物的可被分离或纯化的其他乳成分包括乳清蛋白质和产品:乳清蛋白质粉、乳清蛋白质浓缩物、乳清蛋白质分离物、水解的乳清蛋白质、干乳清(例如供人食用)、甜味乳清粉、酸性乳清粉、脱乳糖的乳清、脱矿物质的乳清粉成分、乳清渗透液(例如高乳糖乳制品固体)和乳清肽。
在一些实施方案中,培养乳制品可以通过体外培养细胞来生产。细胞可以包括细胞膜、至少一个染色体,由遗传物质、胞质和各种细胞器(其适应于或特化为执行一种或多种重要功能例如能量和蛋白质合成、呼吸、消化、储藏和转运营养素、移动或细胞分裂)构成。细胞可以包括一种或多种细胞。细胞可以包括体细胞、最终分化的细胞、干细胞或生殖细胞。体细胞可以是形成生物体身体的任何细胞,但不是生殖系细胞。体细胞的突变可能影响个体生物体但是不传代至后代。最终分化的细胞可以是指在获得特化的功能过程中不能转化成其他细胞类型的任何细胞。这些细胞可以构成哺乳动物身体的大部分并且可能不能增殖。
在一些实施方案中,通过体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞而产生的液体组合物可以容易地替代天然哺乳动物乳用于奶酪、酸奶、冰淇淋及许多其他乳基产品的生产过程中。通过体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞而产生的液体组合物可以进一步被改良以改变该液体组合物的风味谱,从而增强期望的衍生产品的品质。
在一些实施方案中,细胞可以衍生自任何非人动物例如哺乳动物(例如牛、水牛、猪、绵羊、鹿等)、鸟类(例如鸡、鸭、鸵鸟、火鸡、野鸡等)、鱼类(例如剑鱼、鲑鱼、金枪鱼、海鲈鱼、鳟鱼、鲶鱼等)、无脊椎动物(例如龙虾、蟹、虾、蛤蜊、牡蛎、蚌、海胆等)、爬行动物(例如蛇、鳄鱼、龟等)或两栖动物(例如蛙)。
在一些实施方案中,培养乳制品可以通过体外培养细胞来生产。细胞可以包括细胞膜、至少一个染色体,由遗传物质、胞质和各种细胞器(其适应于或特化为执行一种或多种重要功能例如能量和蛋白质合成、呼吸、消化、储藏和转运营养素、移动或细胞分裂)构成。细胞可以包括一种或多种细胞。细胞可以包括体细胞、最终分化的细胞、干细胞、生殖细胞或其他细胞类型。体细胞可以是形成生物体身体的任何细胞,但不是生殖系细胞。体细胞的突变可能影响个体生物体但是不传代至后代。细胞可以包括肌上皮细胞、立方细胞、白细胞、上皮细胞、管腔细胞、基底细胞、腺泡细胞、导管细胞、基底干细胞、管腔干细胞、上皮帽细胞、管腔上皮细胞、上皮体细胞、血管内皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞、管腔祖细胞、基底祖细胞或乳腺细胞。
在一些实施方案中,细胞可以包括具有乳腺细胞和乳腺细胞系的细胞。乳腺细胞系可以包括前体细胞。乳腺细胞可以包括乳腺上皮细胞或乳腺样细胞。细胞可以是哺乳动物细胞。哺乳动物细胞可以包括从任何哺乳动物类来源,例如,其中幼崽由来自母代的特殊乳腺的乳养育的脊椎动物类的任何成员,获得的乳腺上皮细胞,或从任何哺乳动物类来源获得的干细胞分化的乳腺细胞。哺乳动物类的成员包括但不限于人;包括但不限于牛的有蹄类动物,包括家养乳牛、野牛、山羊、绵羊、水牛、牦牛、马、驴、瘤牛、驯鹿、鹿、猪、野猪、河马、骆驼、麝香鹿、鹿、长颈鹿、叉角羚、羚羊、麋鹿、驼鹿、斑马、犀牛和牛、象;包括但不限于家犬、丛林狼、狐狸、狼和澳洲野犬的犬科(犬科);包括但不限于狮子、虎、雪豹、美洲虎、豹、美洲狮、家猫、山猫和猞猁的猫科(猫科);包括但不限于鲸目动物例如鲸、独角鲸、海豚和鼠海豚的水生哺乳动物;包括但不限于海豹、海象和海狮的鳍脚亚目动物;包括但不限于袋鼠、沙袋鼠、树袋熊、袋貂、负鼠、毛鼻袋熊、袋獾、狭足袋伶鼬、长鼻袋鼠和袋貂的有袋动物;啮齿动物;蝙蝠;松鼠、熊猫、小鼠、刺猬、猴、黑猩猩、公牛、浣熊、马、鼹鼠、犰狳、河狸、长臂猿、囊鼠、美洲驼、猩猩、逆戟鲸、水獭、北极熊、豪猪、美洲狮、兔、大鼠和鼬。对于牛,乳腺细胞或乳腺样细胞可以从物种荷斯坦奶牛、苏格兰埃尔郡乳牛、瑞士褐牛、格恩西种奶牛和娟姗牛的牛获得,或者是从物种荷斯坦奶牛、苏格兰埃尔郡乳牛、瑞士褐牛、格恩西种奶牛和娟姗牛的牛获得的干细胞分化的乳腺细胞。如图1中所示,乳腺干细胞可以从乳中被分离,等分并且添加生长培养基以引起增殖从而获得乳腺细胞或乳腺样细胞。培养基可以变为分化培养基,其中乳腺干细胞可以分化成成熟乳腺细胞。
在一些实施方案中,细胞可以包括脂肪细胞。脂肪细胞可以是主要由脂肪组织构成的细胞,特化成合成和储存作为脂肪的能量。脂肪细胞可以通过脂肪生成而衍生自间充质干细胞。脂肪细胞可以是白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞,所述白色脂肪细胞储存作为单个大脂质滴的能量并且具有重要的内分泌功能,所述棕色脂肪细胞在多个小脂质滴中储存能量,但该能量专门用作燃料以产生体热。细胞衍生的乳制品可以包括一种细胞类型,例如乳腺上皮细胞或异质共培养组合物,例如,乳腺上皮细胞和脂肪细胞组合物。多种单个细胞类型可以被单独地培养,然后组合成期望的产品。乳制品可以衍生自离体生长的乳腺上皮细胞,并且可以包括还衍生自任何非人动物的脂肪细胞。乳腺细胞与脂肪细胞的比率可以被调整以生产具有最佳风味和健康效果的乳制品。乳制品可以衍生自乳腺细胞、干细胞、乳腺上皮细胞、肌上皮细胞、管腔细胞、基底细胞、腺泡细胞、导管细胞或其组合。乳制品可以衍生自另一细胞类型。乳制品可以衍生自乳腺细胞或乳腺样细胞例如乳腺祖细胞或乳腺干细胞。
在一些实施方案中,分化可以是指在幼小的未特化的细胞表现出个体性特性并且达到其特化形式和功能期间的过程。细胞分化可以允许单个细胞和基因型产生数十至数百种不同的细胞类型和表型。通过分化全能细胞可以进展通过多能性或多潜能性,最终达到谱系定向的状态。细胞可以包括干细胞,其可以是能够通过细胞分裂而更新自身的任何未特化的细胞,其具有分化成多种细胞类型的发育潜能。干细胞可以是能够通过细胞分裂而更新自身的任何未特化的细胞,其可以具有分化成多种细胞类型的发育潜能,且关于发育潜能没有特定暗示的含义,例如,干细胞可以是全能、多能、多潜能等的。干细胞可以是能够增殖并且产生更多这种干细胞同时维持其发育潜能的细胞。干细胞可以是指任何细胞亚群,其具有在特定情况下分化成更特化的或分化的表型的发育潜力,并且其保持在特定情况下增殖且基本不分化的能力。干细胞可以是指天然存在的亲代细胞,其子代(后代细胞)通常通过分化而在不同的方向特化,例如通过获得完全个体性特征,如在胚胎细胞和组织的进展性多样化中发生的。一些分化的细胞可以具有产生更大发育潜能的细胞的能力。这种能力可以是天然的,或者可以在用各种因子处理时进行人工诱导。作为干细胞开始的细胞可能朝向分化的表型进展,但是随后可能被诱导成“反向”并且重新表达干细胞表型。
在一些实施方案中,异位分化因子可以通过生化系统利用非天然诱导以瞬时且非一体化的方式诱导分化。异位分化因子可以包括核酸、多肽、小分子、生长因子或其任何组合。培养的干细胞或祖细胞可以通过使干细胞或祖细胞的细胞周期停滞而进行分化。异位分化因子可以通过减少或去除生长因子而使细胞的细胞周期停滞。异位分化因子可以通过从培养的细胞亚群中减少或去除生长因子而使细胞的细胞周期停滞。可以从培养的细胞亚群中减少或去除生长因子。干细胞的自我更新和多能性可以受由内源性多能性基因调控网络介导的外来信号支配,所述内源性多能性基因调控网络由核心转录因子组例如Oct3/4或Sox2组成。转录因子相互作用可以通过建立负反馈环和正反馈环来调节基因组功能并且通过募集调节转录机制的激活因子和抑制因子来调节转录。在多能干细胞中维持干细胞的自我更新和分化特征可能需要不同外来信号通路,包括白血病抑制性因子(LIF)、FGF/细胞外信号调节的激酶(ERK)通路、Wnt/糖原合成酶激酶3(GSK3)以及转化生长因子-β(TGF-β)信号。可影响干细胞或祖细胞的分化的生长因子可以包括LIF、FGF、BMP、激活蛋白、MAPK和TGF-β。
在一些实施方案中,干细胞可以包括非乳腺干细胞。例如,非乳腺干细胞可以包括非乳腺成体干细胞。干细胞可以是能够通过细胞分裂而自我更新的任何未特化的细胞,其可以具有分化成多种细胞类型的发育潜能,且关于发育潜能没有特定暗示的含义。干细胞可以是全能、多能、多潜能、寡能或单能的。干细胞可以是能够增殖并且产生更多这种干细胞同时维持其发育潜能的细胞。干细胞可以是指任何细胞亚群,其具有在特定情况下分化成更特化的或分化的表型的发育潜力,并且其保持在特定情况下增殖且基本不分化的能力。干细胞可以是指天然存在的亲代细胞,其子代(后代细胞)通常通过分化在不同的方向特化,例如通过获得完全个体性特征,如在胚胎细胞和组织的进展性多样化中发生的。一些分化的细胞可以具有产生更大发育潜能的细胞的能力。这种能力可以是天然的,或者可以在用各种因子处理时进行人工诱导。
在一些实施方案中,干细胞可以包括胚胎干细胞、动物干细胞、成体干细胞、诱导性多能干细胞、重编程的干细胞、间充质干细胞、造血干细胞或祖细胞。胚胎干细胞可以是指能够分化成具有所有三层胚胎胚层(内胚层、外胚层和中胚层)的细胞或者保持未分化的状态的胚胎细胞。胚胎干细胞可以包括,从在妊娠(例如胚泡)后在植入胚胎之前形成的胚胎组织(例如植入前胚泡、从植入后/原肠胚形成前阶段胚泡获得的扩展的胚泡细胞、从胎儿的生殖组织获得的胚胎生殖细胞)获得的细胞,以及来源于受单性生殖(无精生殖生物)刺激的未受精卵的细胞。胚胎干细胞具有不受限制的自我更新能力和多能分化能力。成体干细胞可以是衍生自出生后或出生前动物的体组织的任何干细胞。成体干细胞可能能够无限期自我更新同时保持其未分化的状态,并且是多潜能的,能够分化成多种细胞类型。成体干细胞可以衍生自任何成年的、新生的或胎儿组织例如脂肪组织、皮肤、肾、肝、前列腺、胰腺、肠、骨髓和胎盘。诱导性多能干细胞或“iPSC”可以是指通过对成体体细胞去分化而获得的被赋予多能性的任何细胞,能够分化成胚胎生殖细胞三层(内胚层、外胚层和中胚层)的细胞。这种细胞可以从分化的组织(例如体组织例如皮肤)获得并且通过将细胞重编程为获得干细胞样特征的基因操纵而进行去分化。iPSC可以通过逆转细胞(例如体细胞)或细胞群体的发育潜能的过程来形成。iPSC可以是经历将细胞驱动至具有较高发育潜能的状态的过程的细胞,例如被反向驱动至分化较少状态的细胞。体细胞在诱导成iPSC之前可能部分或最终地分化。可以存在完全或部分逆转的分化状态,例如细胞的发育潜能提高至具有多能状态的细胞的发育潜能。体细胞可以被驱动至多能状态,使得该细胞具有胚胎干细胞的发育潜能,相似于胚胎干细胞表型。体细胞的诱导还可以包括部分逆转细胞例如体细胞或单能细胞的分化状态,或使细胞例如体细胞或单能细胞的发育潜能部分地提高至多潜能状态。诱导还可以包括将细胞的分化状态部分地逆转至使得该细胞在经过额外操纵时更易受完全诱导至多能状态的状态。干细胞可以包括重编程的细胞。细胞重编程可以是将细胞(例如体细胞)或细胞群体的发育潜能逆转的过程。重编程可以是将细胞驱动至具有更高发育潜能的状态例如将细胞反向驱动至分化较少的状态的过程。要被重编程的细胞可以是在重编程之前部分或最终分化的。重编程可以意味着完全或部分逆转分化状态,例如使细胞的发育潜能提高至具有多能状态的细胞的发育潜能,将体细胞驱动至多能状态,从而该细胞具有胚胎干细胞的发育潜能,例如胚胎干细胞表型,或者可以包括部分逆转分化状态或使细胞例如体细胞或单能细胞的发育潜能部分提高至多潜能状态。重编程还可以包括将细胞的分化状态部分地逆转至使得该细胞在经过附加操纵时更易被完全重编程至多能状态的状态。造血干细胞可以是成体组织干细胞,包括从任何年龄的个体的血液或骨髓组织中或者从新生个体的脐血中获得的干细胞。这些细胞可以在造血期间产生其他血细胞。造血干细胞可以具有自我更新能力并且可以是多能的,能够产生任何且所有多样化成熟的功能性造血细胞类型例如红细胞、血小板、嗜碱性细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞、T-淋巴细胞和B-淋巴细胞。间充质干细胞可以是可分化成各种细胞类型的多潜能间质细胞,包括成骨细胞(骨细胞)、软骨细胞(软骨细胞)、肌细胞(肌肉细胞)、脂肪细胞(产生骨髓脂肪组织的脂肪细胞)和神经元样细胞。非乳腺成体干细胞可以包括间充质干细胞。间充质干细胞可以衍生自骨髓以及其他非骨髓组织例如胎盘、脐带血、脂肪组织、成体肌肉、角膜基质或乳牙的牙髓。细胞可能没有重建整个器官的能力但是可能能够自我更新同时保持其多潜能性。非乳腺成体干细胞可以包括非乳腺成体干细胞或间充质干细胞的衍生物。祖细胞可以包括保持分化成至少一种特定细胞类型的能力但是比干细胞更具特异性并被驱动分化成靶细胞的任何细胞。祖细胞可能不能无限期复制并且可能分裂有限次数。细胞还可以包括重编程的细胞例如转分化的成熟细胞,其中体细胞可以被重编程为或以其他方式被诱导成另一细胞系且不经过中间增殖干细胞期。转分化的成熟细胞可以是被重编程为或以其他方式被诱导成另一细胞系且不经过中间增殖多能干细胞阶段的体细胞。成熟细胞的直接转分化可以通过转录因子的瞬时强制表达、转染的不同方法、培养条件和补充小分子或生长因子进行。干细胞可以是成体干细胞、诱导性多能干细胞(iPSC)或天然地能够分化或工程化为分化成乳腺细胞或乳腺样细胞的任何其他细胞。干细胞可以通过在MammoCult培养基中培养分化成乳腺细胞系。将细胞与雌激素和孕酮一起培养可以有助于谱系定向为乳腺细胞系。乳腺谱系细胞可以具有EpCAMhighCD14+CD29低CD49b+CD49f低CD61+Sca1低Prominin1低-ALDEFLUOR亮表型,其可以用于分离和富集这些细胞。
在一些实施方案中,干细胞可以获得自哺乳动物脂肪组织、肌肉组织、脐血、骨髓、器官组织、乳腺组织、胚外组织、脐带血、腱、牙周韧带、滑膜、松质骨、骨髓、神经系统、皮肤、骨膜、肌肉和诸如外周血或母乳的体液或其组合,可以通过利用已知的方法或本文所述的方法而分化成乳腺细胞。在实施方案中,细胞可以从这种组织中进行分离,这种组织获得自人;包括但不限于牛的有蹄类动物,包括家养乳牛、野牛、山羊、绵羊、水牛、牦牛、马、驴、瘤牛、驯鹿、鹿、猪、野猪、河马、骆驼、麝香鹿、鹿、长颈鹿、叉角羚、羚羊、麋鹿、驼鹿、斑马、犀牛和牛、象;包括但不限于家犬、丛林狼、狐狸、狼和澳洲野犬的犬科(犬科);包括但不限于狮子、虎、雪豹、美洲虎、豹、美洲狮、家猫、山猫和猞猁的猫科(猫科);包括但不限于鲸目动物例如鲸、独角鲸、海豚和鼠海豚的水生哺乳动物;包括但不限于海豹、海象和海狮的鳍脚亚目动物;包括但不限于袋鼠、沙袋鼠、树袋熊、袋貂、负鼠、毛鼻袋熊、袋獾、狭足袋鼩、长鼻袋鼠和袋貂的有袋动物;啮齿动物;蝙蝠;松鼠、熊猫、小鼠、刺猬、猴、黑猩猩、公牛、浣熊、马、鼹鼠、犰狳、河狸、长臂猿、囊鼠、美洲驼、猩猩、逆戟鲸、水獭、北极熊、豪猪、美洲狮、兔、大鼠和鼬。
在一些实施方案中,乳腺上皮细胞或乳腺样细胞可以从特定的乳腺组织中分离,或者这种细胞可以从干细胞的分化获得。乳腺细胞或乳腺样细胞可以被纯化并且用于培养,或者可以用适合的基因转化以“永生化”细胞,由此可导致基本上无期限的细胞分裂。例如,用于肿瘤学研究的永生化的人乳腺细胞已经通过直接靶向由培养人乳腺上皮细胞遭受的两个主要衰老屏障而制得。应激相关的静止屏障可以利用shRNA至p16INK4来绕过,并且由于关键缩短的端粒所致的复制性衰老可以在静止后HMEC中通过c-MYC转导来绕过。参见,Garbe等人,Cell Cycle.2014Nov 1;13(21):3423–3435,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。另一种永生化的人乳腺细胞系可以包括hTERT-HME1。Huynh等人,还可以描述永生化的牛乳腺上皮细胞系HH2A,用于研究乳腺功能和组织。参见,Huynh等人,In VitroCellular&Developmental Biology–Animal,31卷,25–29页(1995),其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。可以开发其他永生化的乳腺上皮细胞系,例如表示为MAC-T、CMEC-H和BME-UV1的那些。另外,其他哺乳动物乳腺上皮细胞系可以被永生化,包括山羊,其可以用人端粒酶进行永生化;参见Shi等人,Animal Science Journal,85:7卷,2014,735-743页,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。牦牛乳腺上皮细胞系可以通过将EGFP基因插入细胞中来建立。参见,Fu等人,(2014),名称“Establishment of Mammary GlandModel In Vitro:Culture and Evaluation of a Yak Mammary Epithelial Cell Line,”PLoS ONE 9(12):e113669.doi:10.1371/journal.pone.0113669,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
在一些实施方案中,乳腺上皮细胞或乳腺样细胞可以从特定的乳腺组织中分离,或者这种细胞可以从干细胞或祖细胞的分化获得。乳腺细胞或乳腺样细胞可以被纯化并且用于培养,或者可以用适合的基因被转化为“永生化”细胞,由此可导致基本上无限期细胞分裂。用于肿瘤学研究的永生化的人乳腺细胞已经通过直接靶向由培养的人乳腺上皮细胞遭受的两个主要衰老屏障而制得。应激相关的静止屏障可以利用shRNA至p16INK4来绕过,并且由于关键缩短的端粒所致的复制性衰老可以在静止后HMEC中通过c-MYC转导来绕过。参见,Garbe等人,Cell Cycle.2014Nov 1;13(21):3423–3435,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。另一种永生化的人乳腺细胞系可以包括hTERT-HME1。此外,Huynh等人可能描述了永生化的牛乳腺上皮细胞系HH2A用于研究乳腺功能和组织。参见,Huynh等人,InVitro Cellular&Developmental Biology–Animal,31卷,25–29页(1995),其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。可以开发其他永生化的乳腺上皮细胞系,例如表示为MAC-T、CMEC-H和BME-UV1的那些。另外,其他哺乳动物乳腺上皮细胞系可以被永生化,包括山羊,其可以用人端粒酶进行永生化;参见Shi等人,Animal Science Journal,85:7卷,2014,735-743页,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。牦牛乳腺上皮细胞系可以通过将EGFP基因插入细胞中来建立。参见,Fu M,Chen Y,Xiong X,Lan D,Li J(2014);“Establishment of Mammary Gland Model In Vitro:Culture and Evaluation of aYak Mammary Epithelial Cell Line,”PLoS ONE 9(12):e113669.doi:10.1371/journal.pone.0113669,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
细胞培养基
本公开内容的方面可以包括细胞培养基。细胞培养基可以包括分化培养基、生长培养基或催乳培养基。催乳培养基可以包含激素或信号因子。信号因子可以包括生长因子或生长激素例如糖皮质激素、胰岛素、孕酮、催乳素或雌激素。培养基可以包含能够调节或增强对激素或信号因子的细胞应答的试剂。能够调节或增强对激素或信号因子的细胞应答的试剂可以包括小分子、小干扰核糖核苷酸(siRNA)、肽、核酸或转录因子。试剂可能能够在细胞中激活激素或信号因子的表达。可以根据标准哺乳动物细胞培养条件培养乳腺细胞例如牛乳腺细胞。例如,但不限于:生长培养基可以包含DMEM/F12和约10%胎牛血清(FBS)(可从Invitrogen获得)。可以在标准哺乳动物细胞培养基中培养乳腺细胞或乳腺样细胞,并且可以包括使用补充有胎牛血清和抗生素的DMEM-F12、RPMI和Alpha-MEM。
可以在2D和/或3D培养系统中生长和培养分离的细胞。细胞可以分化成乳腺上皮细胞和乳腺管腔细胞并且被诱导为泌乳。在暴露于某些环境条件(包括各种激素、蛋白质和刺激物和/或温度水平)时乳腺细胞可以被诱导泌乳。泌乳培养基,可以促进乳成分例如蛋白质、寡糖和脂肪的合成,可以包含补充有约5mg/mL胰岛素、约5mg/mL Holo运铁蛋白、约5mg/mL孕酮、约1027mol/L氢化可的松、约10ng/mL上皮生长因子和约5mg/mL牛雌二醇(Sigma-Aldrich,分别是cat.#I4434,T1283,P8783,H0888,E4127,E2758)的生长培养基。可以通过使用泌乳培养基,包括使用至少一种生物活性化合物,例如催乳素、胰岛素、糖皮质激素、PQQ等诱导乳腺细胞或乳腺样细胞泌乳。参见,例如,Mitchell等人,名称“Characterization of pyrroloquinoline quinone amino acid derivatives byelectrospray ionization mass spectrometry and detection in human milk,”AnalBiochem.1999;269(2):317-325;doi:10.1006/abio.1999.4039,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。诱导泌乳时,细胞就将乳成分分泌到培养基中,并且成分可以通过过滤以去除细胞碎片、透析去除并且平衡代谢废物及其他不期望的废物、树脂纯化捕获和去除产品中不适宜的材料而被分离为本文所述的液体组合物。
乳腺细胞或乳腺样细胞的培养物可以经受2D或3D培养条件以使细胞得以生长和维持并且诱导营养组合物(例如液体营养组合物)的产生。如本文中提供的,三维(3D)支架和组织工程化平台可以用于促进大规模生长。支架可以提供结构性支持,并且引导培养的细胞生长为期望的结构和/或质地,类似于利用常规方法产生的等效食品组合物或食品。细胞或组织培养可以包括使细胞群在生物反应器内在支架上生长。
支架可以使细胞能够粘附在细胞培养物中。支架可以使粘附细胞能够在生物反应器系统中生长。生物反应器系统可以是粘附式或悬浮式生物反应器系统。培养与支架接触的干细胞可以在生物反应器室中进行,并且使至少培养的干细胞的亚群经受可在同一生物反应器室中进行的一个或多个扩增过程。如本文所用的,术语“扩增”通常是指使细胞群以指数方式生长成更大的系统。细胞扩增是导致细胞数增加并且由细胞分裂与通过死亡或分化的细胞损失之间的平衡限定的过程。培养与支架接触的干细胞可以在生物反应器室中进行,并且使至少培养的干细胞的亚群经受可在另一生物反应器室中进行的一个或多个扩增过程。细胞培养、扩增或分化过程中的一个或多个工程可以在同一生物反应器室中进行,或者各自可以在不同的生物反应器室中进行。在一些情况中,可以在生物反应器室中进行细胞培养而在不同的生物反应器室中进行细胞扩增。
培养的细胞可以从在培养期间细胞可粘附于其上的支架接受某种程度的结构完整性。或者,支架可以不必在悬浮的细胞培养物中。非粘附细胞可能不需要用于粘附的基材或表面。细胞可以已经被修饰或工程化为不再需要粘附基材。例如,肝细胞通常是粘附细胞,但是可以被修饰为不再需要粘附细胞外基质而存活和增殖。培养的细胞可以生长为培养的组织,其粘附于支撑结构例如二维或三维支架或支撑结构。支架或支撑结构可以是可降解的。培养的细胞可以在二维支撑结构例如培养皿上生长,在那里它们可以形成若干层细胞,其可以被剥离并且加工用于消耗。二维支撑结构可以包括多孔膜,其允许营养素从在该膜一侧的培养基中扩散至细胞粘附的另一侧。在这种组合物中,可以通过使细胞暴露于来自该膜两侧的培养基而实现额外层的细胞,例如,细胞可以接受从膜的一侧通过扩散的营养素,也可以从覆盖生长于膜上的细胞的培养基接受营养素。
培养的细胞可以在三维支撑结构上、周围或内部生长。支撑结构可以被塑造成不同的尺寸、形状和形式以提供以便培养的细胞生长的形状和形式。支撑结构可以是天然或合成的生物材料。生物材料可以包括预期与生物系统交界而以生物相容性方式(例如可接受的生物应答水平)评价、处理、增强或替代任何组织、器官或功能的任何物质。生物材料可以被动地与细胞和组织相互作用,或者可以包括诱导特定的和预期的生物应答的生物活性材料。生物材料可以包括基材,该基材已经被工程化为采取单独地或作为复杂系统的部分用于通过控制与活系统的成分相互作用而定向的形式。生物材料可以是天然的、合成的或其某种组合。支架可以由一种材料或者由一种或多种不同材料构成。支撑结构可以是无毒性且可食用的,从而它们如果被摄取则可能是无害的,并且可以向食品组合物或食品提供附加的营养、质地、风味或形式。支架可以包含水凝胶、生物材料例如细胞外基质分子(ECM)或生物相容性合成材料。ECM分子可以包含蛋白聚糖、非蛋白聚糖多糖或蛋白质。微支架可以比向细胞群提供宏观结构和/或形状的常规组织培养支架更小。微支架可以在即使微支架本身处于悬浮时提供表面以供粘附细胞粘附。微支架可以提供种结构或核心结构以供粘附细胞粘附,同时保持足够小以在搅拌时保持处于悬浮。微支架的使用使粘附细胞能够在悬浮培养基中培养,由此可以实现大规模生产粘附细胞。可食用的乳制品可以利用产生的组织和可降解性支架来产生。作为实例,支架可以用于引导(作为框架)或促进生产乳制品。
可降解性支架可以包含聚合物材料。聚合物材料可以包括天然聚合物材料或合成聚合物材料。天然生物材料可以包括胶原蛋白、明胶、纤维蛋白、藻酸盐、琼脂、木薯、玉米、壳聚糖、吉兰糖胶、玉米淀粉、甲壳素、纤维素、芡欧鼠尾草(西班牙鼠尾草(Salviahispanica))重组丝、脱细胞的组织(植物或动物)、透明质酸、纤连蛋白、层粘连蛋白、半纤维素、葡甘露聚糖、组织化植物蛋白质、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、天培、硫酸角质素或其任何组合。植物基支架可以用于3D培养。植物基支架可以包括从植物例如苹果、海藻或菠萝蜜获得的支架。植物基支架可以包含至少一种植物基材料例如纤维素、半纤维素、果胶、木质素、藻酸盐或其任何组合。组织化植物蛋白质(TVP)例如组织化大豆蛋白质(TSP)可以包含高百分比的大豆蛋白质、大豆粉或大豆浓缩物。TVP和TSP可以用于向肉类产品提供肉类样质和黏稠度。合成生物材料可以包含羟基磷灰石、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙醇酸、聚己内酯、聚乳酸、它们的共聚物或其任何组合。
支撑结构可以包含与支撑结构共价或非共价缔合的粘附性肽、细胞粘附分子或其他生长因子。细胞识别位点可以促进细胞粘附和迁移。细胞识别位点可以包含序列例如Arg-Gly-Asp(RGD)或Arg-Glu-Asp-Val序列。合成聚合物材料可以包含聚乙二醇生物材料,其包含精氨酸甘氨酸天冬氨酸(RGD)基序。包含支架材料的乳制品可以被调味成如同乳制品的味道(例如使用各种盐、香草和/或物质)。支架可以由细胞或组织培养产物构成。
支撑结构可以形成为固体或半固体支撑件。支撑结构可以包含固体无孔结构或多孔结构,例如,高孔隙率可以提供供细胞粘附的最大表面积。多孔支架可以允许细胞迁移或渗入孔中。多孔支架可以是可食用的。多孔支架可以包含天然生物材料或合成生物材料、组织化蛋白质。多孔支架可以具有平均孔径。多孔支架的平均孔径的范围可以为约20微米(μm)至约1000μm、20μm至900μm、20μm至800μm、20μm至700μm、20μm至600μm、20μm至500μm、20μm至400μm、20μm至300μm、20μm至200μm、20μm至100μm、50μm至1000μm、50μm至900μm、50μm至800μm、50μm至700μm、50μm至600μm、50μm至500μm、50μm至400μm、50μm至300μm、50μm至200μm、50μm至100μm、100μm至1000μm、100μm至900μm、100μm至800μm、100μm至700μm、100μm至600μm、100μm至500μm、100μm至400μm、100μm至300μm、100μm至200μm、500μm至1000μm、500μm至900μm、500μm至800μm、500μm至700μm或500μm至600μm。多孔支架的平均孔径的范围可以为约20μm至约1000μm。平均孔径可以小于20μm或可以大于1000μm。可以选择对于目标细胞类型具有足够的微结构和硬度多孔软质材料。支架可以赋予机械特性以改进乳制品的质地和口感。支架还可以赋予机械特性以促进来自前体细胞的期望细胞类型的增殖、迁移、生长或分化。机械特性可以包括压缩、扩增、应变、拉伸、弹性、剪切强度、剪切模量、粘弹性或拉伸强度。支架可以包含对于从细胞产生的期望组织类型而言具有适合的机械特性和降解动力学的材料。例如,与导管细胞相比,在脂肪细胞的分化和培养中可能需要较软的表面。
支架可以通过转化材料进行生产。支架制造方法可以包括对材料进行物理和/或化学处理以使得它们可用于细胞或组织培养。并非所有生物材料都可能适合于给定的制造方法,或者生物材料可能需要被修饰以使它们能够用于制造方法中。支架制造方法可以包括电纺、相分离、冷冻干燥、平版印刷、印刷、挤出、自组装、溶剂浇铸、纺织技术、材料注射、激光烧结、相分离、成孔剂浸出、气体发泡、纤维啮合、超临界流体加工或增材制造。
支撑结构可以包含可降解性支架。可降解性支架可以被配置为促进培养容器例如生物反应器室中的细胞扩增。如本文所用的,术语“生物反应器”通常是指支持生物活性环境的任何生产装置或系统。生物反应器可以是指在细胞培养的背景下适合用于培养真核细胞例如哺乳动物细胞或组织的容器。生物反应器可以并行地一起培养各种细胞类型,或者可以单独地培养一种细胞类型。生物反应器可以包含一个容器或多个容器,并且可以在培养期间回收利用用过的培养基。可降解性支架可以被配置为促进生物反应器室内的细胞扩增。干细胞可以在可降解性支架存在下进行培养以产生培养的干细胞。干细胞可以被培养成培养的干细胞,并且培养的干细胞可以在可降解性支架存在下经过一个或多个扩增过程而产生扩增的干细胞。在一些实施方案中,生物反应器容器可以包括旋转搅拌棒以混合培养基。将干细胞接种在位于生物反应器容器中的支架上。可降解性支架可以以与组织形成大致相同的速率降解。可降解性材料可以使培养的食品组合物或食品中的支架能够重塑和/或消除。支架还可以包含培养的食品组合物或食品中剩余的材料。例如,向培养的肌上皮细胞提供支持的胶原蛋白支架的部分可以剩余在期望的乳制品中以便在培养的食品组合物或食品中提供质地和持续的结构支持。支架可以包含材料,该材料在供食用的培养的食品组合物或食品中没有生物降解和/或剩余。例如,某些材料可以用于产生支架以便赋予特定的结构、质地、味道或其他期望的特性且不降解。支架可以包含具有改良质地的特性的材料。
各种组成的支架可以用于在期望的食品组合物或食品中产生期望的质地和/或黏稠度。天然生物材料例如吉兰糖胶、玉米淀粉、芡欧鼠尾草或木薯材料可以向食品组合物或食品提供期望的质地、黏稠度或风味谱。支架可以包含向食品组合物或食品提供质地的填充剂或粘结剂材料,或者可以是向食品组合物或食品提供质地的填充剂或粘结剂材料。支架材料可以生物降解,以致成品的食品组合物或食品不再具有任何剩余的支架结构。例如,细胞群可以被接种在生物反应器中的支架上。随着细胞粘附于支架并且增殖,支架逐渐生物降解,直至剩余的全部都是彼此粘附的细胞团块以及它们已经分泌的细胞外基质材料。支架可以用于引导所得培养的食品组合物或食品的结构,并且可以在供人食用的食品组合物或食品中剩余。例如,用于乳腺上皮细胞增殖的支架可以包含吉兰糖胶材料。此材料可以被工程化,使得在培养物中产生乳制品时其部分地生物降解。吉兰糖胶可以剩余在乳制品中充当填充剂并且充当质地和风味增强剂。
本文中提供了用于生产培养的乳制品供食物消耗的系统和方法。可食用的食品组合物或食品可以衍生自细胞的扩增和分化,例如干细胞或祖细胞的扩增和分化。扩增可以包括使细胞群以指数方式生长成更大的系统。细胞扩增可以是导致细胞数增高并且受细胞分裂与通过死亡或分化的细胞损失之间的平衡影响的过程。细胞可以在高密度细胞培养物中生长。
可以在可用于培养哺乳动物细胞的任何反应容器中进行培养条件以及相关的生长、维持或诱导培养基。细胞可以通过利用生物反应器例如以可规模化的方式被培养和扩增至期望的数量,以实现大规模生产。生物反应器设备可以提供一种用于使干细胞分化和扩增成组织并且具有工业生产所需的必要生长的可规模化的方法。此外,这种设备的机械条件可以提供以竞争力的价格生产生物人工乳制品的统一方法,所述生物人工乳制品在其外观、质地和风味方面模拟标准乳制品。适合的反应容器可以是连续流动式或分批式。通过举例,适合的反应容器包括但不限于培养生物反应器、搅拌罐式生物反应器、潮汐式生物反应器、Bello-细胞生物反应器、滚瓶生物反应器、填充床生物反应器、鼓泡塔生物反应器、气升式生物反应器、塔式生物反应器和流化床生物反应器。
生物反应器系统可以包含至少一种生物反应器、生物反应器罐或反应器室。例如,生物反应器系统可以包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100或大于100个反应器室。生物反应器系统可以包含约1个反应器室至大于1,000个反应器室。生物反应器系统可以包含约1个反应器室或大于1个反应器室。反应器室可以具有适合用于大规模细胞培养的内部体积。反应器室可以具有约0.1升(L)至约1,000,000L的内部体积。反应器室可以具有约小于1L的内部体积或大于约1,000,000L的内部体积。反应器室可以具有至少约1L至约10L、约1L至约50L、约1L至约100L、约1L至约500L、约1L至约1,000L、约1L至约5,000L、约1L至约10,000L、约1L至约50,000L、约1L至约1,000,000L、约10L至约50L、约10L至约100L、约10L至约500L、约10L至约1,000L、约10L至约5,000L、约10L至约10,000L、约10L至约50,000L、约10L至约1,000,000L、约50L至约100L、约50L至约500L、约50L至约1,000L、约50L至约5,000L、约50L至约10,000L、约50L至约50,000L、约50L至约1,000,000L、约100L至约500L、约100L至约1,000L、约100L至约5,000L、约100L至约10,000L、约100L至约50,000L、约100L至约1,000,000L、约500L至约1,000L、约500L至约5,000L、约500L至约10,000L、约500L至约50,000L、约500L至约1,000,000L、约1,000L至约5,000L、约1,000L至约10,000L、约1,000L至约50,000L、约1,000L至约1,000,000L、约5,000L至约10,000L、约5,000L至约50,000L、约5,000L至约1,000,000L、约10,000L至约50,000L、约10,000L至约1,000,000L或约50,000L至约100,000L或超过约1,000,000L的的内部体积。
细胞培养、分化和/或扩增可以各自在单独的生物反应器室中进行。在一些实例中,所有过程(例如培养、扩增、分化)可以在相同的生物反应器室中进行。作为另一实例,细胞培养可以在生物反应器室中进行,扩增和/或分化可以在另一生物反应器室中进行。生物反应器室或附加的生物反应器室可以包含多个生物反应器室。多个生物反应器室或附加的生物反应器室中的每一个都可以被配置为促进特定的过程(例如培养、扩增、分化)。在一些情况中,来自生物反应器室的培养的干细胞的亚群或全部可以被引导至多个附加的生物反应器室以进行多个扩增过程,其可以包括大于或等于约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50个扩增过程或更多。多个扩增过程可以依次地、同时或其组合进行。
生物反应器系统可以适合于大规模生产培养的细胞以产生食品组合物或食品。细胞可以分批地进行培养。可替代地或组合地,细胞可以连续地进行培养。在分批和连续培养中,可以供给新鲜营养素以确保用于生产期望的食品组合物或食品的适当的营养素浓度。作为实例,在分批供给培养时,营养素(例如新鲜培养基)被供给至生物反应器并且培养的细胞保持在生物反应器中直至它们准备加工为成品的食品组合物或食品。在半批式培养时,基本培养基可以被供给至生物反应器并且可以支持初始的细胞培养物,而随后附加的进料培养基被供给以补充耗尽的营养素。生物反应器系统可以每批生产至少某数量的细胞。生物反应器系统可以生产每批约十亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞。生物反应器系统可以生产每批至少约十亿个细胞。生物反应器系统可以生产每批约100,000,0000亿个细胞。生物反应器系统可以生产每批小于十亿个细胞。生物反应器系统可以生产每批至少约十亿个细胞、约十亿个细胞至100亿个细胞、约十亿个细胞至约500亿个细胞、约十亿个细胞至约1000亿个细胞、约10亿个细胞至约5000亿个细胞、约10亿个细胞至约1,0000亿个细胞、约10亿个细胞至约5,0000亿个细胞、约10亿个细胞至约10,0000亿个细胞、约10亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约10亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约10亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约10亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约100亿个细胞至约500亿个细胞、约100亿个细胞至约1000亿个细胞、约100亿个细胞至约5000亿个细胞、约100亿个细胞至约1,0000亿个细胞、约100亿个细胞至约5,0000亿个细胞、约100亿个细胞至约10,0000亿个细胞、约100亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约100亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约100亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约100亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约500亿个细胞至约1000亿个细胞、约500亿个细胞至约5000亿个细胞、约500亿个细胞至约1,0000亿个细胞、约500亿个细胞至约5,0000亿个细胞、约500亿个细胞至约10,0000亿个细胞、约500亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约500亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约500亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约500亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约1000亿个细胞至约5000亿个细胞、约1000亿个细胞至约1,0000亿个细胞、约1000亿个细胞至约5,0000亿个细胞、约1000亿个细胞至约10,0000亿个细胞、约1000亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约1000亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约1000亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约1000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约5000亿个细胞至约1,0000亿个细胞、约5000亿个细胞至约5,0000亿个细胞、约5000亿个细胞至约10,0000亿个细胞、约5000亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约5000亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约5000亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约5000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约1,0000亿个细胞至约5,0000亿个细胞、约1,0000亿个细胞至约10,0000亿个细胞、约1,0000亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约1,0000亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约1,0000亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约1,0000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约5,0000亿个细胞至约10,0000亿个细胞、约5,0000亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约5,0000亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约5,0000亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约5,0000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约10,0000亿个细胞至约100,0000亿个细胞、约10,0000亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约10,0000亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约10,0000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约100,0000亿个细胞至约1,000,0000亿个细胞、约100,0000亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约100,0000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、约1,000,0000亿个细胞至约10,000,0000亿个细胞、约1,000,0000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞或约10,000,0000亿个细胞至约100,000,0000亿个细胞、或超过100,000,0000亿个细胞。
生物反应器系统可以在某时间段期间生产批量的培养的细胞。例如,在一些情况中,生物反应器系统可以每1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30天或更多天至少一次生产批量的培养的细胞。生物反应器系统可以生产批量的具有至少某质量的培养的细胞。有时,该质量被测量为去除过量培养基或上清液的干重。生物反应器系统可以生产批量的约1千克(kg)至约100,000kg的培养的细胞。在某些情形中,生物反应器系统可以生产批量的小于1kg的培养的细胞。生物反应器系统可以生产批量的约100,000kg或超过100,000kg。生物反应器系统可以生产批量的约小于1kg至1kg、约1kg至约5kg、约1kg至约10kg、约1kg至约20kg、约1kg至约30kg、约1kg至约40kg、约1kg至约50kg、约1kg至约100kg、约1kg至约500kg、约1kg至约1,000kg、约1kg至约5,000kg、约1kg至约100,000kg、约5kg至约10kg、约5kg至约20kg、约5kg至约30kg、约5kg至约40kg、约5kg至约50kg、约5kg至约100kg、约5kg至约500kg、约5kg至约1,000kg、约5kg至约5,000kg、约5kg至约100,000kg、约10kg至约20kg、约10kg至约30kg、约10kg至约40kg、约10kg至约50kg、约10kg至约100kg、约10kg至约500kg、约10kg至约1,000kg、约10kg至约5,000kg、约10kg至约100,000kg、约20kg至约30kg、约20kg至约40kg、约20kg至约50kg、约20kg至约100kg、约20kg至约500kg、约20kg至约1,000kg、约20kg至约5,000kg、约20kg至约100,000kg、约30kg至约40kg、约30kg至约50kg、约30kg至约100kg、约30kg至约500kg、约30kg至约1,000kg、约30kg至约5,000kg、约30kg至约100,000kg、约40kg至约50kg、约40kg至约100kg、约40kg至约500kg、约40kg至约1,000kg、约40kg至约5,000kg、约40kg至约100,000kg、约50kg至约100kg、约50kg至约500kg、约50kg至约1,000kg、约50kg至约5,000kg、约50kg至约100,000kg、约100kg至约500kg、约100kg至约1,000kg、约100kg至约5,000kg、约100kg至约100,000kg、约500kg至约1,000kg、约500kg至约5,000kg、约500kg至约100,000kg、约1,000kg至约5,000kg、约1,000kg至约100,000kg或约5,000kg至约100,000kg、或超过100,000kg。
在整个生长、扩增和分化中细胞和组织培养可以在一个或多个生物反应器或生物反应器室中进行。1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或超过10个生物反应器或生物反应器室可以用于细胞或组织培养。在一些实施方案中,生物反应器系统可以包含约1个反应器室至约5个反应器室、约1个反应器室至约10个反应器室、约1个反应器室至约20个反应器室、约1个反应器室至约50个反应器室、约1个反应器室至约100个反应器室、约1个反应器室至约200个反应器室、约1个反应器室至约300个反应器室、约1个反应器室至约400个反应器室、约1个反应器室至约500个反应器室、约1个反应器室至约1,000个反应器室、约5个反应器室至约10个反应器室、约5个反应器室至约20个反应器室、约5个反应器室至约50个反应器室、约5个反应器室至约100个反应器室、约5个反应器室至约200个反应器室、约5个反应器室至约300个反应器室、约5个反应器室至约400个反应器室、约5个反应器室至约500个反应器室、约5个反应器室至约1,000个反应器室、约10个反应器室至约20个反应器室、约10个反应器室至约50个反应器室、约10个反应器室至约100个反应器室、约10个反应器室至约200个反应器室、约10个反应器室至约300个反应器室、约10个反应器室至约400个反应器室、约10个反应器室至约500个反应器室、约10个反应器室至约1,000个反应器室、约20个反应器室至约50个反应器室、约20个反应器室至约100个反应器室、约20个反应器室至约200个反应器室、约20个反应器室至约300个反应器室、约20个反应器室至约400个反应器室、约20个反应器室至约500个反应器室、约20个反应器室至约1,000个反应器室、约50个反应器室至约100个反应器室、约50个反应器室至约200个反应器室、约50个反应器室至约300个反应器室、约50个反应器室至约400个反应器室、约50个反应器室至约500个反应器室、约50个反应器室至约1,000个反应器室、约100个反应器室至约200个反应器室、约100个反应器室至约300个反应器室、约100个反应器室至约400个反应器室、约100个反应器室至约500个反应器室、约100个反应器室至约1,000个反应器室、约200个反应器室至约300个反应器室、约200个反应器室至约400个反应器室、约200个反应器室至约500个反应器室、约200个反应器室至约1,000个反应器室、约300个反应器室至约400个反应器室、约300个反应器室至约500个反应器室、约300个反应器室至约1,000个反应器室、约400个反应器室至约500个反应器室、约400个反应器室至约1,000个反应器室或约500个反应器室至约1,000个反应器室,或超过1,000个反应器室。
生长、培养、扩增和分化可以在相同或不同的生物反应器或生物反应器室中同时或并行地进行。例如,生物反应器系统可以被设计为有进行iPSC扩增的两个生物反应器和进行iPSC分化的四个生物反应器。细胞可以在可扩展大小的第一生物反应器中生长约7天时间。细胞可以生长约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或超过90天。一个或多个扩增过程可以包括使培养的干细胞的至少亚群或全部传代。细胞可以传代至后续生物反应器,该后续生物反应器是可扩展大小的第一生物反应器的尺寸约四倍大小。后续生物反应器可以是可扩展大小的第一生物反应器的2、3、4、5、6、7、8、9、10或超过10大小。后续生物反应器可以是可扩展大小的第一生物反应器的小于10、9、8、7、6、5、4、3、2或1倍大小。培养的细胞可以约每7天进行“分裂”或“传代”,但是取决于培养的特定需求和情形细胞可以频次更多或更少地进行分裂。例如,细胞可以每1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或更多天或介于其间的任何时间框进行分裂。细胞分裂或传代可以包括从(例如先前)培养物中收集细胞,以及随后将收集(采集)的细胞转移至新的细胞培养容器中。传代可以允许细胞继续在健康细胞培养环境中生长。细胞培养传代的过程和方法可以包括将酶促或非酶促方法用于使在生长扩增期间已经聚集在一起的细胞解聚。传代可以包括在培养的干细胞的至少亚群或全部上传递酶以使它们从可降解性支架的表面脱离。可以在与限定培养基接触之前和/或之后通过利用酶促、非酶促或手动解离方法传代细胞。酶促解离方法的非限制性实例包括使用蛋白酶例如胰蛋白酶、TrypLE、胶原蛋白酶、分散酶和细胞消化液。当使用酶促传代方法时,所得培养物可以包含根据所用的酶促方法大小有所不同的细胞的单体(singlet)、双联体(doublet)、三联体(triplet)和团块的混合物。非酶促解离方法的非限制性方法是细胞分散培养基或乙二胺四乙酸(EDTA)。传代方法的选择可以受细胞类型、细胞外基质或生物材料支架(若存在)的影响。
为了使细胞从一个生物反应器传递至下一个生物反应器,培养基可以被从生物反应器架中排空并且可以被置换为磷酸盐缓冲盐水(PBS)以洗涤细胞。PBS可以覆盖在细胞上,从而生物反应器中的每个架可以被浸没在PBS中至少15秒,其后可以将PBS去除并弃去。生物反应器中的每个架可以被浸没在PBS中约至少1秒、2s、3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、60s、70s、80s、90s或超过90s。生物反应器中的每个架可以被浸没小于约1s。可以使PBS中的酶溶液或化学溶液例如EDTA在细胞上通过以使细胞从其所附的表面例如生物反应器中的架、支架或表面脱离。可以在酶溶液或化学溶液中孵育细胞某时间段,例如4-8分钟(min),然后将溶液去除并弃去。可以在酶溶液或化学溶液中孵育细胞约至少1分钟(min)至2min、1min至3min、1min至4min、1min至5min、1min至6min、1min至7min、1min至8min、1min至9min、1min至10min、或1min至大于10min、2min至3min、2min至4min、2min至5min、2min至6min、2min至7min、2min至8min、2min至9min、2min至10min、2min至超过10min、3min至4min、3min至5min、3min至6min、3min至7min、3min至8min、3min至9min、3min至10min、3min至超过10min、4min至5min、4min至6min、4min至7min、4min至8min、4min至9min、4min至10min、4min至超过10min、5min至6min、5min至7min、5min至8min、5min至9min、5min至10min、5min至超过10min、6min至7min、6min至8min、6min至9min、6min至10min、6min至超过10min、7min至8min、7min至9min、7min至10min、7min至超过10min、8min至9min、8min至10min、8min至大于10min、9min至10min或9min至超过10min。可以在酶溶液或化学溶液中孵育细胞小于1min或超过10min。来自培养基储罐中的培养基可以用于通过使培养基在细胞和培养基中的细胞上通过而收集脱离的细胞,可以被收集在额外的罐中以传递至离心/细胞过滤器系统,从而从培养基中分离细胞和集落块。然后,当浓缩的细胞/培养基溶液以减小的流量流入后续生物反应器中以实现相等地包覆生物反应器架时,可以将浓缩的细胞/培养基溶液进一步与来自培养基储罐中的培养基混合。细胞可以通过利用离心或通过备选方法例如细胞过滤进行分离,由此可以将具有目标细胞大小的细胞例如iPSC分离出。
细胞可以在后续生物反应器中扩增约7天,或者可以在同一生物反应器中扩增约7天。细胞可以扩增约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或超过90天。细胞可以进一步传递至一个或多个生物反应器中,其可以是可扩展大小(例如先前)生物反应器的2、3、4、5、6、7、8、9、10或超过10倍大小。后续生物反应器可以是可扩展大小(例如先前)生物反应器的小于10、9、8、7、6、5、4、3、2或1倍大小,因此根据生物反应器的大小和所得培养的细胞的密度的比率使细胞分裂。
可以在生物反应器的任一个或组合中进行分化。干细胞或祖细胞分化成最终分化的细胞可以花费约14-21天或更多天。干细胞或祖细胞分化成最终分化的细胞可以花费1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或超过90天。干细胞或祖细胞分化成最终分化的细胞可以花费小于90、80、70、60、50、45、40、35、30、25、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或小于1天。
扩增和分化阶段可以使用一种或不同类型的培养基。培养基和生长条件可以利用不同的培养基、温度、条件或组合物来优化。一个或多个培养基储罐可以用于储存一种或多种类型的培养基。培养基储罐可以包含用于储存分化因子或小分子溶液的区域。培养基储罐可以是温度受控的,并且多个罐中的各个罐可以在不同温度下储存培养基。例如,培养基可以被储存在4℃,并且要与培养基混合的分化因子储存在-20℃。在冻结温度或低于冻结温度下储存的分化因子、培养基组分或培养基可以在需要时被自动解冻并且添加到适当的培养基储罐中。一些培养基组分可以保持新鲜数周,而一些分化因子或核苷酸由于它们可能在小于24小时快速降解而可以被冷冻保存。培养基可以包含血清,或者可以利用无血清的培养基。培养基可以包括维持培养基、分化培养基、脂肪培养基、增殖培养基或任何其他培养基制剂。可以约每1小时(h)、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h或超过24小时或其任何分数更新培养基。在额外的实例中,可以频次较少地例如,但不限于,每1.1天(d)、1.2d、1.3d、1.4d、1.5d、1.6d、1.7d、1.8d、1.9d或每2天或更多天或介于其间的任何时间段更新培养基。如图2中所示,细胞可以在生物反应器中适应条件,生物反应器可以用生长培养基进行冲洗,将细胞接种至生物反应器中的具有生长培养基的支架上进行增殖,可以添加分化培养基或机械刺激以使干细胞、前体细胞或祖细胞分化成乳腺细胞,可以注入泌乳培养基,并且可以将乳成分从生物反应器中提取。
微过滤/超过滤或任何其他分离技术可以用于将培养基组分从获自乳腺细胞或乳腺样细胞的培养的液体组合物或乳中除去。过滤可以包括使用任何类型的过滤器,其将培养基组分从获自乳腺细胞或乳腺样细胞的培养的液体组合物或乳中分离,例如碳过滤或沸石过滤。过滤可以包括中空纤维、管状膜。管状膜的内径可以是至少约0.1毫米(mm)、.2mm、.3mm、.4mm、.5mm、.6mm、.7mm、.8mm、.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或超过10mm。在一些情况中,管状膜的内径可以小于约.1mm。包括中空纤维的过滤器模块可以自包括G.E.Life Sciences(Marlborough、Mass.)和InnovaPrep(Drexel、Mo.)的各种商业来源购得。可用于、改造或适配用于本公开的方法和系统中的中空纤维过滤器系统的具体实例包括但不限于,美国专利号9,738,918;9,593,359;9,574,977;9,534,989;9,446,354;9,295,824;8,956,880;8,758,623;8,726,744;8,677,839;8,677,840;8,584,536;8,584,535和8,110,112中描述的那些系统,其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。过滤的培养基可以被回收利用。过滤后的培养基可以被补充损失的营养素和其他培养基组分,然后再进入生物反应器中。培养基回收利用可以包括闭环灌注系统,例如允许生理地添加营养素并除去毒素的透析单元。培养基可以以预定的时间间隔或基于确立的基准例如细胞密度或条件化培养基的组成进行回收利用。可以设有与生物反应器室流体连通的废物培养基容器或新鲜培养基容器。废物培养基容器可以收集未被回收利用的培养基以利于以受控的方式排空和置换培养基。废物培养基容器可以与透析器流体连通以过滤废物培养基并将经处理的培养基返回至系统。在培养基回收利用期间,某百分比的培养基可以被去除并置换为新鲜基材培养基,添加和/或使用的培养基被去除、纯化并返回至生物反应器室或新鲜培养基容器。
培养的乳制品可以包含乳或可以由乳构成。乳可以是在哺乳动物的乳腺中产生的富含营养素的液体组合物或食品组合物(或食品)。乳可以是婴幼哺乳动物的主要营养来源。乳可以包含生长因子、糖类、蛋白质和脂肪的组合物。乳可以作为婴儿期后的液体组合物或液体组合物衍生物作为食品组合物或食品被消耗。乳可以包含各种乳制品例如奶油、黄油、酸奶、开菲尔酸奶、冰淇淋、酪蛋白、乳糖、乳清蛋白质、乳粉、浓缩乳或奶酪。本公开内容的方面可以包括液体组合物,并且本文公开了获得所述组合物的方法,其中液体组合物可以从在促进至少一种脂肪分子、至少一种乳清蛋白质和/或酪蛋白蛋白质和至少一种寡糖的表达的条件下体外培养乳腺上皮细胞或乳腺样细胞来获得。表达的脂肪、蛋白质和寡糖分子可以与水组合而形成具有液体-脂肪乳状液组分的营养组合物(例如液体营养组合物)。如本文所用的,术语“液体营养组合物”可以通常包括从体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞(例如乳腺上皮细胞)获得的任何液体产品,例如本文所述的任何液体产品。如本文所用的,在本文中术语“液体组合物”、“液体营养组合物”、“水性液体组合物”、“水性液体营养组合物”等可以可互换地使用。
从培养乳腺上皮细胞或乳腺样细胞获得的液体组合物可以模拟从乳腺器官获得的乳产品;但是,不同于天然乳产品,液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。液体组合物可以在脂肪含量、蛋白质含量、水含量或寡糖含量方面模拟初乳、早期乳、过渡乳、前乳、后乳等,并且可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。例如并非限制,本公开液体组合物的方面可以在组成、味道和营养益处方面模拟哺乳动物初乳、早期乳、过渡乳、成熟乳等。因为通过体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞而获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物,所以所得液体组合物可以补充有额外的组分、分子或成分例如免疫球蛋白、益生元寡糖、益生菌微生物、维生素、增强免疫的细胞例如白细胞或其他组分。液体组合物可以基于液体组合物的期望最终用途来调整成分或组分浓度。相似地,液体组合物可以被制成为基本上模拟哺乳动物的早期乳或过渡乳。过渡乳可以是初乳和成熟乳的组合。本文所述的液体组合物可以具有与天然初乳基本上相同或不同的蛋白质含量,或者与哺乳动物产生的天然初乳基本上相同或不同的脂肪含量。这种过渡乳可以补充有额外的组分、分子或成分,包括但不限于至少一种免疫球蛋白,例如免疫球蛋白A;益生菌微生物,例如假单胞菌属、葡萄球菌属、链球菌属、贪噬菌属、双歧杆菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、寡养单胞菌属、短波单胞菌属、金黄杆菌属和肠杆菌属;增强免疫的细胞例如白细胞;或至少一种维生素。
乳营养组合物
乳营养素可以包含乳蛋白质(蛋白质)例如酪蛋白、乳清蛋白质、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白IgA、溶菌酶或乳清白蛋白。乳营养素可以包含乳碳水化合物(碳水化合物)例如乳糖、单糖、二糖或寡糖。乳营养素可以包含乳脂肪(脂肪)例如三酰基甘油、磷脂质、胆固醇、游离脂肪酸、单甘油或二甘油。乳营养素可以包含乳脂质(脂质)例如长链多元不饱和脂肪酸例如二十二碳六烯酸(DHA)和花生四烯酸(ARA)。乳营养素可以包含氨基酸、矿物质、维生素、一种或多种细菌(一种或多种益生细菌)或抗体。
液体组合物可以包含脂肪组分。脂肪组分可以由乳腺细胞或乳腺样细胞产生,其可以形成乳脂肪球(MFG)。液体组合物可以包含含有一种或多种颗粒的水性培养基。颗粒可以是脂质球。在液体组合物中可以存在一种或多种脂质球。一种或多种颗粒中的颗粒可以包含由层包围的脂肪。MFG通常由被三层膜包围的富含甘油三酯的核构成,该膜也称为乳脂肪球膜(MFGM),其源于乳腺上皮。所述层可以包含MFGM蛋白质。MFGM富含有甘油磷脂质、鞘脂质、胆固醇和蛋白质,其中一些可以被糖基化。MFG可以是异质结构,在直径、甘油三酯含量和膜和脂肪酸组成方面有所不同。MFG的直径可以是至少约0.2微米(μm)、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm或大于15μm,并且其组成可以随着尺寸而不同。MFG的直径可以小于约0.2μm。脂肪组分还可以被补充至培养的乳制品中。一种或多种颗粒可以被所述层乳化并且分散在水性培养基中。
营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含蛋白质。蛋白质可以包含酪蛋白蛋白质。酪蛋白蛋白质含量可以包含四种类型的酪蛋白蛋白质αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。蛋白质可以包含乳清蛋白质。血清(乳清)蛋白质含量可以由β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白、运铁蛋白、微蛋白质和酶中的至少一种组成。对于人乳腺细胞或人乳腺样细胞,产生的酪蛋白/乳清蛋白质的比率是约60%酪蛋白蛋白质至约40%乳清蛋白质。对于乳牛乳腺细胞或乳牛乳腺样细胞,产生的酪蛋白/乳清蛋白质的比率是约80%酪蛋白蛋白质至约20%乳清蛋白质。
营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含至少一种糖,例如单糖、二糖或寡糖。可用作寡糖的构件的单糖是葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、N-乙酰基-葡糖胺(GlcNAc)、岩藻糖(Fuc)和唾液酸(Neu5Ac)。二糖可以包含麦芽糖、蔗糖和乳糖。乳糖可以是由乳腺细胞产生的二糖。单个单糖可以经由若干键合类型(例如糖苷键)进行缀合。对于人乳腺细胞,人乳寡糖(HMO)结构中的每一种起始于乳糖单元“Gal(β1-4)Glc”,这是由于由乳糖合成酶蛋白质复合物催化的半乳糖和葡萄糖之间的β1-4糖苷键的形成。若干三糖可以通过将半乳糖或岩藻糖附接至乳糖残基的还原性或非还原性末端来合成,这是通过半乳糖基-或岩藻糖基-转移酶活性进行。所得组分可以是例如,乳糖-N-新四糖(LNnT)、3′-半乳糖基乳糖(Gal(β1-3)Gal(β1-4)Glc)、4′-半乳糖基乳糖(Gal(β1-4)Gal(β1-4)Glc)、6′-半乳糖基乳糖(Gal(β1-6)Gal(β1-4)Glc)、2′-FL(Fuc(α1-2)Gal(β1-4)Glc)和3-岩藻糖基乳糖(3’-FL)(Gal(β1-4)[Fucα1-3]Glc)。如果唾液酸经由唾液酸-转移酶而连接至乳糖的非还原性末端,则形成3′-唾液乳糖(3′-SL;Neu5Ac(α2-3)Gal(β1-4)Glc)和6′-唾液乳糖(6′-SL)(Neu5Ac(α2-6)Gal(β1-4)Glc)。经由半乳糖的游离3-OH基团进一步延长乳糖可以通过添加Gal(β1-x)GlcNAc单元I型(Gal(β1-3)GlcNAc、乳糖-N-二糖)或II型(Gal(β1-4)GlcNAc、N-乙酰基乳糖胺)进行。这些核结构可以是线型或支化的并且可以进一步缀饰有岩藻糖或唾液酸残基。液体组合物可以包含上述糖中的至少一种。
液体组合物
本公开内容的方面可以包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的液体组合物,所述液体组合物包含以重量计:约25%至约90%水、约0.1%至约20%的至少一种蛋白质、至多约60%的至少一种脂肪、至多约30%的至少一种碳水化合物和约0.0005%至约3%的至少一种矿物质,其中所述液体组合物补充有营养上有益量的营养素。液体组合物可以基本上不含至少一种全细胞、至少一种抗体和至少一种细菌微生物。液体组合物可以包含以重量计约0.1%至约30%乳糖。乳腺上皮细胞可以来源于人、牛、奶牛细胞、山羊、水牛、绵羊、鲸、海豹、象、雪豹或任何其他哺乳动物。
本公开内容的方面可以包含液体组合物,其包含以重量计约25%至约90%水、约0.1%至约20%的至少一种蛋白质、至多约60%的至少一种脂肪、至多约30%的至少一种碳水化合物和约0.0005%至约3%的至少一种矿物质和营养上有益量的至少一种维生素,其中液体组合物可以基本上不含抗体、基本上不含细菌微生物和基本上不含全细胞。
液体组合物可以包含以重量计至少约25%至约30%水、约25%水至约30%水、约25%水至约40%水、约25%至约50%水、约25%至约60%水、约25%至约70%水、约25%至约80%水、约25%至约90%水、约25%至超过90%水、约30%水至约40%水、约30%水至约50%水、约30%至约60%水、约30%至约70%水、约30%至约80%水、约30%至约90%水、约30%至超过90%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约大于90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约90%水。液体组合物可以包含以重量计小于约25%水至超过约90%水。
液体组合物可以包含以重量计至少(约).1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。液体组合物可以包含以重量计至多(约).1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。液体组合物可以包含以重量计(约).1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种蛋白质。液体组合物可以包含以重量计小于(约).1%的至少一种蛋白质。液体组合物可以包含以重量计至少(约)1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。液体组合物可以包含以重量计至多(约)1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。液体组合物可以包含以重量计(约)1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种脂肪。液体组合物可以包含以重量计至少(约)1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。液体组合物可以包含以重量计至多(约)1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。液体组合物可以包含以重量计(约)1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种碳水化合物。液体组合物可以包含以重量计至少(约).0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%、.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%的至少一种矿物质。液体组合物可以包含以重量计至多(约).0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%的至少一种矿物质。液体组合物可以包含以重量计(约).0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种矿物质。液体组合物可以包含以重量计小于约.0005%的至少一种矿物质。液体组合物可以包含营养上有益量的至少一种免疫球蛋白IgA、乳铁蛋白和益生菌微生物。
营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计约40%至约90%水、约0.1%至约15%的至少一种蛋白质、至多约30%的至少一种脂肪、约0.1%至约30%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约3%的至少一种矿物质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约25%至约30%水、约25%水至约30%水、约25%水至约40%水、约25%至约50%水、约25%至约60%水、约25%至约70%水、约25%至约80%水、约25%至约90%水、约25%至超过90%水、约30%水至约40%水、约30%水至约50%水、约30%至约60%水、约30%至约70%水、约30%至约80%水、约30%至约90%水、约30%至超过90%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约大于90%水或超过90%水。营养组合物可以包含以重量计小于约25%水。
液体组合物可以包含以重量计约40%至约90%水、约3%至约7%的至少一种蛋白质、约3%至约8%的至少一种脂肪、约1%至约5%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约1%的至少一种矿物质。液体组合物可以包含以重量计约40%至约90%水、约1%至约2%的至少一种蛋白质、约3%至约5%的至少一种脂肪、约7%至约8%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约1%的至少一种矿物质。
从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少(约).1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多(约).1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计(约).1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种蛋白质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计小于约.1%的至少一种蛋白质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种脂肪。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种碳水化合物。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%的至少一种矿物质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%的至少一种矿物质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种矿物质。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含小以重量计于约.0005%的至少一种矿物质。至少一种矿物质可以包含钙。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约.005%、.006%、.007%、.008%、.009%、.01%、02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.11%或.12%钙。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多约.005%、.006%、.007%、.008%、.009%、.01%、02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.11%或.12%钙。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计约.005%、.006%、.007%、.008%、.009%、.01%、02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.11%或.12%或以上值中的任两个值的范围中的钙。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计小于.005%钙。至少一种矿物质可以包含镁。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%或.05%镁。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多约.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%或.05%镁。从培养细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计约.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%或.05%或以上值中的任两个值的范围中的镁。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计小于约.001%的镁。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约.000001%、.000002%、.000003%、.000004%、.000005%、.000006%、.000007%、.000008%、.000009%、.00001%、.00002%、.00003%、.00004%或.00005%的硒。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多约.000001%、.000002%、.000003%、.000004%、.000005%、.000006%、.000007%、.000008%、.000009%、.00001%、.00002%、.00003%、.00004%或.00005%的硒。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约.000001%、.000002%、.000003%、.000004%、.000005%、.000006%、.000007%、.000008%、.000009%、.00001%、.00002%、.00003%、.00004%或.00005%或以上值中的任两个值的范围中的硒。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计小于约.000001%的硒。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%或.01%的锌。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至多约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%或.01%的锌。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计至少约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%或.01%或以上值中的任两个值的范围中的锌。从培养的细胞获得的营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含以重量计小于约.0005%的锌。营养组合物(例如液体营养组合物)可以包含至少一种脂质的乳状液以及包含蛋白质、糖、脂质、矿物质或水的流体。
从体外培养牛乳腺上皮细胞或牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。这种液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。液体组合物可以包含以重量计小于约40%水。
液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%乳糖。液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%乳糖。液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%或以上值中的任两个值的范围中的乳糖。液体组合物可以包含以重量计小于.1%乳糖。液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%蛋白质。液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%蛋白质。液体组合物可以包含以重量计约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%或以上值中的任两个值的范围中的蛋白质。液体组合物可以包含以重量计小于.1%蛋白质。液体组合物可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%脂肪。液体组合物可以包含以重量计小于.1%蛋白质。液体组合物可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%脂肪。液体组合物可以包含以重量计小于.1%蛋白质。液体组合物可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%或以上值中的任两个值的范围中的脂肪。液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%或以上值中的任两个值的范围中的矿物质。液体组合物可以包含以重量计小于.1%矿物质。
从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约40%水。
从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或超过20%乳糖。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%或20%乳糖。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%或20%或以上值中的任两个值的范围中的乳糖。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%乳糖。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%或超过15%蛋白质。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或15%蛋白质。
从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或15%或以上值中的任两个值的范围中的蛋白质。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%蛋白质。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%12%或超过12%脂肪。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%或12%脂肪。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%或12%或以上值中的任两个值的范围中的脂肪。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%脂肪。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%或超过3%矿物质。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%或以上值中的任两个值的范围中的矿物质。从体外培养山羊乳腺上皮细胞或山羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%矿物质。
从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水或约超过90%水。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于40%水。
从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或30%乳糖。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或30%乳糖。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或30%乳糖。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%乳糖。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%或8%蛋白质。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%或8%蛋白质。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含约以重量计.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%或8%蛋白质。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%蛋白质。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%脂肪。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%脂肪。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%脂肪。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%脂肪。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养人乳腺上皮细胞或人乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%矿物质。
从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于40%水。
从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或25%乳糖。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%乳糖。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%或6%蛋白质。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%蛋白质。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或25%脂肪。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%脂肪。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养绵羊乳腺上皮细胞或绵羊乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%矿物质。
从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约40%水。
从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或15%乳糖。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%乳糖。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%或20%蛋白质。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%蛋白质。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或25%脂肪。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%脂肪。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养水牛乳腺上皮细胞或水牛乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%矿物质。
从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约40%水。
从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%或12%乳糖。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%乳糖。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%蛋白质。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%蛋白质。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或15%脂肪。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%脂肪。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养骆驼乳腺上皮细胞或骆驼乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%矿物质。
从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约40%水。
从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%或20%乳糖。
从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%乳糖。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%蛋白质。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%蛋白质。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%脂肪。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%脂肪。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养驴乳腺上皮细胞或驴乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%矿物质。
从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以基本上不含免疫球蛋白、基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约40%至约50%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约40%水。
从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、21%或22%乳糖。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%乳糖。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%或16%蛋白质。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%蛋白质。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或25%脂肪。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%脂肪。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计约至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%矿物质。从体外培养象乳腺上皮细胞或象乳腺样细胞获得的液体组合物可以包含以重量计小于约.1%矿物质。
液体组合物
本公开内容的方面可以包含食品组合物或食品,其包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物,所述组合物包含以重量计约25%至约90%水、约0.1%至约20%的至少一种蛋白质、至多约60%的至少一种脂肪、至多约30%的至少一种碳水化合物和约0.0005%至约3%的至少一种矿物质。
包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至少约25%至约30%水、约25%水至约30%水、约25%水至约40%水、约25%至约50%水、约25%至约60%水、约25%至约70%水、约25%至约80%水、约25%至约90%水、约25%至超过90%水、约30%水至约40%水、约30%水至约50%水、约30%至约60%水、约30%至约70%水、约30%至约80%水、约30%至约90%水、约30%至超过90%水、约40%至约50%水、约40%至约60%水、约40%至约70%水、约40%至约80%水、约40%至约90%水、约40%至超过90%水、约50%至约60%水、约50%至约70%水、约50%至约80%水、约50%至约90%水、约50%至超过90%水、约60%至约70%水、约60%至约80%水、约60%至约90%水、约60%至约超过90%水、约70%至约80%水、约70%至约90%水、约70%至约超过90%水、约80%至约90%水、约80%至约超过90%水或约超过90%水。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计小于约25%水。
包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种蛋白质。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计小于约.1%的至少一种蛋白质。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种脂肪。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种碳水化合物。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至少约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%的至少一种矿物质。
包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计至多约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%的至少一种矿物质。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计约.0005%、.0006%、.0007%、.0008%、.0009%、.001%、.002%、.003%、.004%、.005%、.006%、.007%、.008%、.009%,.01%、.02%、.03%、.04%、.05%、.06%、.07%、.08%、.09%、.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%或3%或在以上值中的任两个值的范围中的至少一种矿物质。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以包含以重量计小于约.0005%的至少一种矿物质。包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以基本上不含抗体、基本上不含全细胞和基本上不含细菌微生物。
包含从体外培养乳腺上皮细胞获得的组合物的食品组合物或食品可以进一步包含营养上有益量的至少一种免疫球蛋白,例如免疫球蛋白A;益生菌微生物,例如假单胞菌属、葡萄球菌属、链球菌属、贪噬菌属、双歧杆菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、寡养单胞菌属、短波单胞菌属、金黄杆菌属和肠杆菌属;增强免疫的细胞,例如白细胞;或至少一种维生素。食品组合物或食品可以包含奶酪、酸奶或婴儿配方食品。食品组合物或食品可以具有各种营养组合物。例如,食品组合物或食品可以包含以重量计约40%至约90%水、约1%至约2%的至少一种蛋白质、约3%至约5%的至少一种脂肪、约7%至约8%的至少一种碳水化合物和约0.1%至约1%的至少一种矿物质。可从中获得食品组合物或食品的乳腺上皮细胞可以来源于人,或者可以来源于任何哺乳动物物种。
工程化的细胞
本公开内容的方面可以包含一种表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的细胞,所述工程化的细胞包括与对应的非工程化的细胞的天然表达机制相比减弱的靶基因或靶转录物的表达机制。如本文所用的,术语“表达”与术语“细胞表达”和“基因表达”可互换地使用,通常是指来自基因的信息用于合成功能性基因产物的过程。这些产物可以是蛋白质,或可以是功能性RNA。表达可以包括基因翻译成mRNA并随后翻译成蛋白质,或者基因转录成RNA但是未翻译成蛋白质。表达可以是指多核苷酸转录成mRNA,和/或转录的mRNA随后翻译成肽、多肽或蛋白质的过程。如果多核苷酸衍生自基因组DNA,则表达可以包括在真核细胞中剪接mRNA。基因的表达水平可以通过测量细胞或组织样品中mRNA或蛋白质的量来确定。在一方面,来自一个样品中的基因的表达水平可以直接与来自对照样品或参考样品中的基因的表达水平进行比较。在另一方面,来自一个样品中的基因的表达水平可以直接与施用本文公开的组合物之后来自相同样品中的该基因的表达水平进行比较。术语“表达”还可以是指以下事件中的一个或多个:(1)在细胞内从DNA序列(例如通过转录)产生RNA模板;(2)在细胞内(例如通过剪接、编辑、5'帽形成和/或3'末端形成)加工RNA转录物;(3)在细胞内将RNA序列翻译成多肽或蛋白质;(4)在细胞内对多肽或蛋白质的翻译后修饰;(5)多肽或蛋白质在细胞表面上呈递;和(6)从细胞分泌或呈递或释放多肽或蛋白质。
工程化的细胞可以包含表现出乳腺细胞系的细胞的一种或多种特征的细胞。乳腺细胞系可以显现乳腺细胞系的表型特有的生物标志物。乳腺细胞系生物标志物可以包括EpCAM、CK18、CK14、P63、CD49f、K14、K18、SMA、CK18(与管腔细胞相关)、CK14(与肌上皮细胞相关)、α-SMA、p63、层粘连蛋白-1、CD24、CD29、MUC1或α-和β-酪蛋白mRNA。用于本公开内容的方面中的工程化的细胞或细胞还可以包括指示乳腺细胞系的细胞形态学。用于本公开内容的方面中的工程化的细胞或细胞可以表现出乳腺上皮细胞、乳腺腺泡细胞或乳腺肌上皮细胞的一种或多种特征。工程化的细胞可以能够泌乳。工程化的细胞可以被配置为应答于激素或信号因子而产生乳营养素。工程化的细胞可以具有改变的对激素或信号因子的应答,例如,对例如胰岛素增强或减弱的敏感性。工程化的细胞可以被配置为应答于激素或信号因子而产生乳成分。工程化的产乳细胞可以包含工程化的乳腺上皮细胞或工程化的乳腺腺泡细胞。工程化的产乳细胞可以包括工程化、量化、分析或比较基因组。工程化的细胞的基因组可以与对照细胞进行比较。对照细胞可以包含与非工程化的或非乳腺的成体干细胞对应的细胞。对照细胞可以包含对应的非工程化的间充质干细胞。天然存在的产乳细胞可以包含乳腺腺泡细胞。
表达机制可以包括靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达谱。可以存在一种或多种靶基因、转录物或蛋白质。可以存在第一靶基因、第一靶转录物或第一靶蛋白质和第二靶基因、第二靶转录物或第二靶蛋白质。可以存在后续靶基因、转录物或蛋白质。靶基因或转录物可以调节乳蛋白质、乳碳水化合物的产量、乳糖的降解、乳脂质的产量或乳脂肪的产量。改良的表达谱可以包括第一靶基因、第一靶转录物或第一靶蛋白质的上调的表达,以及第二靶基因、第二靶转录物或第二靶蛋白质的下调的表达。如图3中所示,可以通过生物信息学方法、数据库或基因谱分析来鉴定靶基因。工程化基因载体可以利用载体的特定选择、靶基因的插入和启动子的选择从靶基因鉴定进行开发,并且在插入细胞后,可以获得基因操纵,其中基因表达可以被上调或下调。
可以通过工程化干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞获得从体外培养乳腺细胞或乳腺样细胞获得的较高或较低水平的乳成分,从而工程化干细胞、工程化的乳腺细胞或工程化的乳腺样细胞的基因组被改变或不同于天然存在的细胞的基因组。对液体组合物中的乳成分的表达负责的各种基因构建体可以利用标准分子生物学方法和技术进行编辑、破坏、沉默、上调或减弱等以产生此类基因构建体的改良的表达或改良的表达谱。
通过对细胞的工程化或通过使用分离或过滤方法可以期望实现液体组合物中的乳成分的浓度或量的减少或降低。例如,用于某种脂质或脂肪的基因、基因构建体或表达机制可以在细胞中被编辑、破坏、沉默或减弱。在非限制性实例中,至少一种脂质或脂肪可以包括大部分饱和的长链脂肪酸。例如,如果至少一种编码脂质和脂肪酸的基因被编辑、破坏、沉默或减弱,则液体组合物中的甘油三酯浓度可以被降低或基本上消除。至少一种脂质或乳脂质可以被上调或下调或减弱,其可以包含以下各项中的至少一种:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸或癸酸。用于某种蛋白质例如ɑ-酪蛋白或β-酪蛋白的基因、基因构建体或表达机制可以在细胞中被编辑、破坏、沉默或减弱。例如,用于某种乳清蛋白质例如β-乳球蛋白、糖巨肽或乳白蛋白的基因、基因构建体或表达机制可以在细胞中被编辑、破坏、沉默或减弱,使得所得的工程化的细胞基本上不表达这种乳清蛋白质。
在乳腺细胞或乳腺样细胞中ɑ-酪蛋白产量或表达可以被增强或上调。在这种细胞中,转录因子的使用可以增强转录并提高该蛋白质的产量。诱导型启动子可以插入在靶基因的上游以提供所需表达产物的可控的表达谱。这种系统可以与细胞的内源性基因或与细胞中的外源性转基因联合使用。在牛中,已知影响蛋白质含量和乳组成的基因可以是酪蛋白基因CSN1S1、CSN2、CSN1S2和CSN3,其分别编码酪蛋白蛋白质αS1(αS1)、β(β)、αS2(αS2)和κ(κ)。参见,Ferretti,L.,Leone,P.和Sgaramella,V.,1990.Long range restrictionanalysis of the bovine casein genes.Nucleic acids research,18(23),pp.6829-6833;以及Threadgill,D.W.和Womack,J.E.,1990.Genomic analysis of the majorbovine milk protein genes.Nucleic acids research,18(23),pp.6935-6942,其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。这些基因可以位于所谓的酪蛋白基因簇的BTA6上,其跨~250kb,参见,例如,Boettcher等人(2004),名称“Effects of caseinhaplotypes on milk production traits in Italian Holstein and Brown Swisscattle,”Journal of dairy science,87(12),pp.4311-4317,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。所有酪蛋白可以占乳蛋白质含量的约75%(参见,例如,Gallinat,J.L.,Qanbari,S.,C.,Pimentel,E.C.G.,Thaller,G.和Tetens,J.,2013.DNA-based identification of novel bovine casein gene variants.Journal ofdairy science,96(1),pp.699-709,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的);其余25%可以是乳清蛋白质。
可能需要提高或增高液体组合物中的乳成分的浓度或量。例如,在乳腺细胞或乳腺样细胞中用于某种脂质或脂肪的基因、基因构建体或表达机制可以被上调。在乳腺细胞或乳腺样细胞中用于某种蛋白质的基因、基因构建体或表达机制可以被上调。例如,在乳腺细胞或乳腺样细胞中用于某种寡糖的基因、基因构建体或表达机制可以被上调。在另一实例中,人乳腺细胞或人乳腺样细胞可以被工程化或调节为上调编码岩藻糖基转移酶-2(FUT-2)的分泌器基因或编码岩藻糖基转移酶-3(FUT-3)酶表达水平的Lewis基因。这些基因可以参与人乳寡糖(HMO)的产生中。上调可以包括基因敲入。如本文所用的,术语“敲入”通常是指将外源性或异源性基因插入细胞的基因组的特定基因座中。敲入的外源性基因可以用于分析产物功能和/或表达模式。外源性基因可以被引入以破坏内源性基因,产生敲除/敲入细胞。敲入基因可以与具有例如Cre/loxP系统的诱导型基因表达策略、采用ROSA26基因座的普遍存在的基因表达策略或其他各种策略一起使用。
本公开内容的方面可以包括减弱的表达机制,其可以包括靶基因的改变的启动子序列。如本文所用的,术语“启动子”通常是指为DNA序列的序列,其定义RNA聚合酶对基因的转录在何处开始。启动子可以直接位于转录起始位点的上游或在5'端。可用于表达本文所述的重组基因的启动子可以包括组成型和诱导型/抑制型启动子。诱导型/抑制型启动子的实例可以包括半乳糖-诱导型启动子(例如PLAC4-PBI)。在多个重组基因在工程化的细胞中表达的情况中,不同的基因可以由不同的启动子控制,或者由单独的操纵子中的相同启动子控制,或者两个或更多个基因的表达可以由作为操纵子的部分的单个启动子控制。启动子可以是与蛋白质结合的DNA序列,其引发从其下游的DNA转录RNA。RNA可以编码蛋白质,或者可以具有本身特有的功能,例如mRNA、siRNA或tRNA。减弱的表达机制可以影响工程化的细胞中的改变的信号通路。对特定乳成分的表达负责的至少一种基因、基因构建体或表达机制可以利用包含基因调节部分的异源性多肽来编辑,其中所述基因调节部分可以被配置为调节干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物的至少一种靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达,从而影响与对应的非工程化的细胞相比在工程化的细胞中至少一种靶基因、靶转录物或靶蛋白质的改良的表达谱。
在乳腺细胞或乳腺样细胞中,至少一种诱导型启动子例如Tet-ON可以插入所列基因中的至少一种的上游。在已知的或本文所述的各种诱导型启动子中,作为非限制性实例,四环素依赖性可调节的基因表达系统可以用于诱导酪蛋白基因的表达。Tet调节型基因表达系统可以是广泛使用的基因调控系统,并且可以包括两种变体:Tet-off和Tet-on系统。基于Tet-OFF的四环素控制型反式激活因子(tTA)的随机诱导突变可以导致Tet-ON系统的后续进展。Tet-ON系统可以相对于其他可调节的基因表达系统提供许多优点。图4中的Tet-on系统可以表明,强力霉素(Dox)的存在导致其与反式激活因子rtTA(反向四环素控制型反式激活因子)rtTA结合,然后rtTA/Dox复合物结合至tetO序列/Tet应答元件(TRE),从而允许启动子激活和酪蛋白基因表达。在将诱导物蛋白质引入这样的工程化的细胞中之后,诱导型启动子可以被诱导物蛋白质激活,并且可以根据需求引发对象基因的转录。适合用于乳腺或乳腺样细胞的诱导型启动子系统的实例包括但不限于Tet-On、ER(雌激素受体)系统、Cumate-控制型操纵子系统等。此类诱导型启动子系统还可以与插入干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞中的外源性转基因一起使用。
减弱的表达机制可以受核酸内切酶影响。核酸内切酶可以是剪切多核苷酸链内的磷酸二酯键的酶。核酸内切酶可以在特异性位点、限制性位点或靶序列处剪切DNA。核酸内切酶可以是RNA指导的核酸内切酶。RNA指导的核酸内切酶可以是有用的,因为它们可以是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶。规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)与CRISPR-相关(Cas)的蛋白质可以包含可编程的基因组工程化工具,其能够实现细菌、植物、真菌和哺乳动物(包括人)中的精确的基因组序列的容易的靶向和操纵。在此系统中,两个小RNA—CRISPR RNA(crRNA)可以与反式激活性CRISPR RNA(tracrRNA)形成复合物,并且在使核酸酶Cas9靶向特异性DNA序列中共同发挥功能,其中其可以产生双链DNA断裂(DSB)。两个RNA可以连接在一起而形成单个指导RNA(sgRNA)。RNA可以用于将Cas9引导至特异性基因组序列,并因此能够实现基因编辑和基因组工程化。
在某些情形中,许多Cas核酸内切酶可以具有各种特异性和各种优点。作为非限制性实例,适合用于编辑乳腺上皮细胞或乳腺样细胞的基因组的此类Cas核酸内切酶可以包括C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16或其任何变体或其组合。包括其他试剂的方法、程序和技术可以适合与细胞、基因和其他基因构建体一起使用。
可以通过使用定点核酸酶在基因组中的精确靶位点剪切脱氧核糖核酸(DNA)编辑基因组,从而产生在基因组内的特定位点处断裂的单链或双链DNA。可以通过天然内源性细胞过程,例如同源性-定向修复(HDR)和非同源性末端连接(NHEJ)修复这种断裂。参见,例如,Cox等人,Nature Medicine 21(2),121-31(2015),其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。这两种主要DNA修复过程由备选通路家族组成。NHEJ可以将由双链断裂产生的DNA末端直接连接,有时伴有核苷酸序列的损失或添加,由此可能破坏或增强基因表达。HDR可以利用同源性序列或供体序列作为模板将限定的DNA序列插入断裂点处。同源性序列可以在内源性基因组例如姐妹染色单体中。或者,供体可以是外源性核酸,例如质粒、单链寡聚核苷酸、双链寡聚核苷酸、双链体寡聚核苷酸或病毒,其具有与核酸酶剪切的基因座高度同源的区域,但其也可包含可能掺入剪切靶基因座中的附加的序列或包括缺失的序列变化。第三种修复机制微同源性介导的末端连接(MMEJ),也称为“替代NHEJ”,其中遗传结果相似于NHEJ,其中在剪切位点处可能发生小缺失和插入。MMEJ可以利用在DNA断裂位点侧翼的若干碱基对的同源性序列来驱动更有利的DNA末端连接修复结果,并且最近报告已经进一步阐释此过程的分子机制;参见,例如Cho和Greenberg,Nature 518,174-76(2015);Kent等人,Nature Structural and Molecular Biology,Adv.Online doi:10.1038/nsmb.2961(2015);Mateos-Gomez等人,Nature 518,254-57(2015);Ceccaldi等人,Nature 528,258-62(2015);其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
对工程化的细胞(例如干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞)的基因修饰可以通过用重组DNA或RNA载体构建体转导基本上同源的细胞(例如干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞)组合物来实现。如本文所用的,术语“表达控制序列”或“调控序列”可互换地使用并且通常是指可能影响与其可操作地连接的编码序列的表达的多核苷酸序列。表达控制序列可以是控制核酸序列的转录、转录后事件和翻译的序列。表达控制序列可以包括适当的转录引发序列、终止序列、启动子和增强子序列;例如剪接和聚腺苷酸化信号的有效的RNA加工信号;使胞质mRNA稳定化的序列;增强翻译效率的序列(例如核糖体结合位点);增强蛋白质稳定性的序列;以及在需要时增强蛋白质分泌的序列。这种控制序列的性质取决于宿主生物体可能不同;在原核生物中,这种控制序列通常包含启动子、核糖体结合位点和转录终止序列。术语“控制序列”意在包括至少对于表达而言必要的所有组分,并且还可以包括其存在是有利的附加组分,例如,前导序列和融合配偶序列。
如本文所用的,术语“核酸分子的调控区”通常是指正面或负面地影响的可操作地连接的基因的表达的顺式作用核苷酸序列。调控区可以包含赋予基因的诱导型(例如需要物质或刺激来提高转录)表达的核苷酸序列。当诱导物存在或在升高的浓度下时,基因表达可以升高。调控区还可以包含阻遏基因表达的序列(例如物质或刺激降低转录)。当阻遏物存在或在升高的浓度下时,基因表达可以降低。调控区可以影响、调节或控制许多体内生物活性,包括细胞增殖、细胞生长和死亡、细胞分化和免疫调节。调控区可以结合至一种或多种反式作用蛋白质,由此可能导致基因转录的升高或降低。
基因调控区的具体实例是启动子和增强子。启动子是位于转录或翻译起始位点附近例如,位于翻译起始位点的5'的序列。启动子可以位于翻译起始位点的1Kb内,但是可以位于更远处,例如,2Kb、3Kb、4Kb、5Kb或更多,多达并且包括10Kb。已知晓增强子当位于基因的5'或3'时或当位于外显子或内含子中或是外显子或内含子的部分时影响基因表达。增强子也可以在离基因显著距离处例如,相距约3Kb、5Kb、7Kb、10Kb、15Kb或更远处,发挥功能。
除了启动子区域之外,调控区还可以包含但不限于促进翻译、内含子的剪接信号、维持基因的正确阅读框以允许mRNA的框内翻译的序列;和终止密码子;前导序列和融合配偶序列;产生多基因或多顺反子、信使、提供对目标基因的转录物的适当聚腺苷酸化的聚腺苷酸化信号以及终止密码子的内部核糖体结合位点(IRES)元件,并且可以任选地被包含在表达载体中。
载体可以是逆转录病毒载体(例如γ逆转录病毒),其用于将DNA或RNA构建体引入宿主细胞基因组中。例如,编码所需多肽的多核苷酸可以被克隆到逆转录病毒载体中,并且可以从其内源性启动子、从逆转录病毒长末端重复序列或从替代内部启动子驱动表达。
还可以使用非病毒载体或RNA。可以使用随机染色体整合或靶向整合(例如使用核酸酶、转录激活物样效应核酸酶(TALEN)、锌指核酸酶(ZFN)和/或规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)或转基因表达(例如使用天然或化学修饰的RNA)。
如本文所用的,术语“载体”通常是指能够转运已经与其连接的另一核酸的核酸分子。载体可以包括“质粒”,其通常是指可以连接有附加的DNA区段的环状双链DNA环,还包括线型双链分子例如从通过聚合酶链反应(PCR)扩增或从用限制性酶处理环状质粒获得的那些。其他载体可以包括粘粒、细菌人工染色体(BAC)和酵母人工染色体(YAC)。载体可以包括病毒载体,其中附加的DNA区段可以连接到病毒基因组中。一些载体能够在它们所引入的宿主细胞中自主性复制(例如具有在宿主细胞中发挥功能的复制起点的载体)。其他载体可以在被引入宿主细胞中时被整合到宿主细胞的基因组中,并且由此与宿主基因组一起进行复制。一些载体能够指导与它们可操作地连接的基因的表达。为了对细胞进行初始基因修饰以提供表达所需多肽的细胞,逆转录病毒载体可以用于转导,但是可以使用任何其他合适的病毒载体或非病毒递送系统。为了细胞的后续基因修饰,逆转录病毒基因转移(转导)也可以证明是有效的。逆转录病毒载体和适当包装线的组合也是适合的,其中衣壳蛋白将发挥感染哺乳动物细胞的功能。
转导性病毒载体可以用于在工程化的乳腺或乳腺样细胞中表达所需多肽。例如,所选载体表现出感染和稳定整合和表达的高效性(参见,例如Cayouette等人,Human GeneTherapy 8:423-430(1997);Kido等人,Current Eye Research 15:833-844(1996);Bloomer等人,Journal of Virology 71:6641-6649,1997;Naldini等人,Science 272:263267(1996);和Miyoshi等人,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94:10319,(1997)),其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。可使用的其他病毒载体包括例如,腺病毒、慢病毒和腺相关病毒载体、痘苗病毒、牛乳头瘤病毒或疱疹病毒例如Epstein-Barr病毒(还参见,例如,以下各项的载体:Miller,Human Gene Therapy 15-14,(1990);Friedman,Science 244:1275-1281(1989);Eglitis等人,BioTechniques 6:608-614,(1988);Tolstoshev等人,Current Opinion in Biotechnology 1:55-61(1990);Sharp,TheLancet 337:1277-1278(1991);Cornetta等人,Nucleic Acid Research and MolecularBiology 36:311-322(1987);Anderson,Science 226:401-409(1984);Moen,Blood Cells17:407-416(1991);Miller等人,Biotechnology 7:980-990(1989);Le Gal La Salle等人,Science 259:988-990(1993);和Johnson,Chest 107:77S-83S(1995)),其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。逆转录病毒载体研发得特别好,并且已经用于临床环境中(参见,例如Rosenberg等人,N.Engl.J.Med 323:370(1990);Anderson等人,美国专利号5,399,346);其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
病毒构建体例如逆转录病毒构建体可以包含至少一种转录启动子/增强子或基因座限定元件或通过其他方法(例如可变剪接、核RNA输出或信使的翻译后修饰)控制基因表达的其他元件。载体构建体可以进一步包含包装信号、长末端重复序列(LTR)或其部分或适合于病毒使用的正链和负链引物结合位点。构建体还可以包含用于从肽所在的宿主细胞中分泌该肽的信号序列。信号序列可以包含哺乳动物信号。可以使用其他非病毒载体,例如阳离子脂质体、聚赖氨酸或树枝状分子。表达构建体可以包含插入的编码序列的转录和翻译所需的元件。表达构建体可以进一步包含被工程化为增强表达的肽的稳定性、生产、纯化或产量的序列。原核或真核细胞可以用作表达目标多肽的宿主表达系统,例如,微生物,例如用包含编码序列的重组噬菌体DNA、质粒DNA或粘粒DNA表达载体转化的细菌;用包含编码序列的重组酵母表达载体转化的酵母;用重组病毒表达载体(例如花椰菜花叶病毒(CaMV);烟草花叶(TMV))感染的或用包含编码序列的重组质粒表达载体例如Ti质粒转化的植物细胞系统。哺乳动物表达系统也可以用于表达目标多肽。本公开内容的方面可以包括表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的细胞,所述工程化的细胞包含诱导型基因表达系统,该诱导型表达系统包含外源性核酸,其中所述诱导型基因表达系统可以被配置成表达激素或信号因子。诱导型基因表达系统可以被配置成可诱导地表达激素或信号因子。这种激素或信号因子可以包括胰岛素。这种激素或信号因子可以包括雌激素。这种激素或信号因子可以包括孕酮。这种激素或信号因子可以包括催乳素。
可以利用各种核酸分子例如信使核糖核酸(mRNA)、互补脱氧核糖核酸(cDNA)、微RNA(miRNA)、转移RNA(tRNA)、沉默RNA(siRNA)或其任何变体、组合或类似物实现强制的瞬时非整合性基因表达。核酸可以是天然来源的,或者可以是合成核酸分子。基因表达可以是瞬时的非整合性的,使得被递送至细胞中的核酸分子未被整合到该细胞的基因组中。被引入细胞中的mRNA可以通过翻译而制备可能足以使初始干细胞或祖细胞分化为成熟细胞类型的蛋白质。mRNA分化方案可以是短暂的(例如多达14天),并且由于mRNA以其他方式降解并未与宿主细胞基因组整合所以可能不引起或不带来不利效果。mRNA可以是与基因的遗传序列对应的并且可以在转录过程中由核糖体读取的单链RNA分子。mRNA可以是与基因的DNA链之一互补的。mRNA分子可以将DNA密码的部分携带至细胞的其他部分以供加工。mRNA可以在转录期间产生,其中DNA的单链被RNA聚合酶解码,从而合成mRNA。
siRNA可以是一类短的双链RNA非编码RNA分子,其可以干扰具有互补性核苷酸序列的特定基因的表达。siRNA可以通过转录后降解mRNA而防止翻译来干扰基因表达。siRNA可以是具有磷酸化的5’端和羟基化的3’端的20-24个碱基对长度。siRNA可以靶向互补性mRNA以进行降解,从而防止翻译。siRNA分子可以与RNA干扰或基因沉默(也称为基因敲低)相关。用于基因沉默的各种方法可以包括使用反义寡聚核苷酸、核酶和RNA干扰。术语RNA干扰(RNAi)可以描述利用基因自身的DNA序列来减弱或调节该基因的表达的细胞机制。在哺乳动物中,RNAi可以被双链RNA(dsRNA)触发。在RNAi期间,长dsRNA可以由称为“Dicer”的酶剪切或切割成长~21-25个核苷酸的小片段。这些小片段,称为小干扰RNA(siRNA),可以结合至蛋白质Argonaute蛋白。在结合至Argonaute蛋白后,dsRNA的一条链可被去除,从而留下根据以下碱基配对原则可用于与信使RNA靶序列结合的剩余链:A结合U、G结合C,反之亦然。一旦结合,Argonaute蛋白可以剪切信使RNA,破坏它,或者募集辅助因子以以其他方式调节靶序列。
siRNA分子可以被设计用于靶向特定基因以沉默或减弱乳成分的表达。如本文所用的,术语“基因沉默”通常是指在细胞中调控基因表达以防止某种基因的表达。基因沉默可以发生在转录或翻译期间。当基因沉默时,它们的表达可以降低。相比之下,当基因被敲除时,它们可以被完全从生物体的基因组中消除,因此没有表达。基因沉默可以被视为基因敲低机制,这是因为用于基因沉默的方法例如RNAi、CRISPR或siRNA,通常使基因的表达降低至少约70%但是可能未完全消除它。
存在可用于设计并化学合成高度靶向的短(例如约18至约30个核苷酸、约21-30个核苷酸或约21至约25个核苷酸)分子的许多方法。设计并化学合成的短分子可以包含小于18个核苷酸或者可以包含大于25个核苷酸。已经开发了可以设计特异性siRNA分子的各种软件系统。参见,例如,Naito,Yuki和Kumiko Ui-Tei,“siRNA Design Software for aTarget Gene-Specific RNA Interference,”Frontiers in Genetics vol.3102.11Jun.2012,doi:10.3389/fgene.2012.00102,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。若干综述涵盖设计有效siRNA的领域,包括Davidson,BL,McCray Jr.,PB,“Current prospects for RNA interference-based therapies,”Nat Rev Genet,12:329-40,2011;Peek,AS,Behlke,MA,“Design of active small interfering RNAs,”CurrOpin Mol Ther,9:110-8,2007;和Birmingham,A,等人,“A protocol for designingsiRNAs with high functionality and specificity,”Nat Protocols,2[9]:2068-78,2007;其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。许多在线工具包括来自IDT、Life Technologies和Thermo Fisher Scientific也是可获得的。
微RNA(miRNA)可以是在RNA沉默和基因表达的转录后调控中发挥作用的小非编码RNA分子。与mRNA分子内的互补序列的miRNA碱基配对使mRNA分子沉默。可以通过将mRNA链剪切成两片,通过缩短多聚A尾而使mRNA不稳定化,或者通过核糖体无效率地将mRNA翻译成蛋白质,在miRNA与靶mRNA的3’UTR结合时实现沉默。
转移RNA(tRNAs)是对于由RNA构成的翻译而言重要的衔接分子,其通过按照由mRNA中的3-核苷酸密码子指导将氨基酸携带至核糖体而在mRNA和蛋白质的氨基酸序列之间充当物理连接。tRNA对于通过催化每个氨基酸与其同源tRNA连接引发的蛋白质合成而言可以是必需的。这些实体的翻译功能对于肌生成和肌源性分化/增殖而言可能是必需的。可调节肌源性基因表达的tRNA可以包括亮氨酰-tRNA合成酶、用于赖氨酸的tRNA基因或用于苯丙氨酸的tRNA基因。
cDNA可以是从单链RNA分子例如mRNA或miRNA合成并由逆转录酶产生的DNA拷贝,可以使用DNA或RNA作为模板的DNA聚合物。cDNA可以被递送(例如转染)到细胞中以将编码目标蛋白质的cDNA转移至受体细胞。核酸分子可以被递送至细胞或干细胞以调节该细胞中的一个或多个基因的表达。调节可以是瞬时且非整合性方式,使得核酸分子未被整合到细胞的基因组中。可以在递送cDNA分子之后产生祖细胞。
可以适宜地改变、沉默、减弱或敲除基因或基因构建体以便调节乳成分的表达或表达谱。如本文所用的,术语“敲除”通常是指表达水平或活性已经被降低至零的基因。在一些情形中,基因可以通过其编码序列的部分或全部的缺失而被敲除。在其他情形中,可以通过将一个或多个核苷酸引入其开放阅读框中而敲除基因,其导致无义翻译或以其他方式非功能性蛋白质产物。例如,细胞(例如干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞)可以具有将至少一种蛋白质、至少一种脂肪、寡糖或至少一种氨基酸改变、沉默、减弱或敲除的表达机制。可替代地或附加地,可以利用已知的方法和试剂(包括本文所述的那些)容易地改变、沉默、减弱或敲除用于至少一种以下基因的基因、基因构建体或表达机制。这种基因、基因构建体或表达机制包括但不限于去乙酰化酶(SIRT1)、乳糖、蛋白质酪氨酸磷酸酶-1B(PTP-1B)、蛋白质酪氨酸磷酸酶-RF(PTP-RF)、USF、GATA-1、GATA-2、GATA-3c-Myc:Max、ATF、USF、CREB、TATA、SREBP-1、Arnt、USF、Tal-1β、NRF-2、FOXD3、HNF-3β、v-Myb、FOXJ2、FOXO1、Evi-1、FOXO4、ARP-1、Staf、NF-κB、肌细胞生成素、AML-1a、Elk-1 Oct-1、Tax/CREB、HNF-1、AP-1、Ahr、Bach1、RP58、AREB6、NKX3A、XFD-1、δEF1、多聚A下游元件、Pax-4、Sox-5、Sox-9、Zic3、E47、LPL、AGPAT6、CD36、SCD、GPAM、BTN1A1、ACACA、ACSL1、LPIN1、FASN、FABP3、AGPAT6、SREBP1(参见,例如J.S.Osorio等人Physiol Genomics 48:231–256,2016,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的)、EpCAM、CK18、CK14、P63、CD49f、K14、K18、SMA、CK18(与管腔细胞相关)、CK14(与肌上皮细胞相关)、α-SMA、p63、层粘连蛋白-1、CD24、CD29、MUC1和α-和β-酪蛋白mRNA。
为了特定目的和预期的所得产品组成,可以改变、减弱、上调某些靶基因或靶因子。本公开内容的方面可以包含一种工程化的细胞,其中靶基因或靶转录物调节单糖、二糖或寡糖的产量。二糖可以包含乳糖。工程化的细胞可以包含靶基因或靶转录物乳糖酶(LCT)。靶基因或靶转录物对于对应的非工程化的细胞可以是内源性的,或者对于对应的非工程化的细胞可以不是内源性的。
在干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞中与在非工程化的细胞中的表达谱相比可以具有改变的表达谱的各种基因及其对应功能的非限制性列表如下:CIDEA,用于XOR的转录共激活因子;XDH,产生XOR,用于形成乳脂肪球膜;C/EBPβ,转录激活因子;HDAC,乳脂肪球蛋白的负调节剂;DGAT1&2,三酰基甘油生物合成;酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶,产生乳胆固醇;AKT1,引发泌乳;S14,从头脂质合成8;LPL,产生用于乳脂肪合成的长链脂肪酸;BTN/BTN1A1,乳脂质分泌;ADFP,形成乳脂肪球;ACACA/B,产生乳脂质;FASN,从头脂肪酸合成;ACLY,脂肪酸生物合成;S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶,中链/OLAH,产生中链脂肪酸;ACOT,产生脂肪酸;SCD,合成不饱和脂肪酸;ELOVL,合成长链脂肪酸;FADS,合成不饱和脂肪酸;ACSS,合成短链脂肪酸;ACSL,合成长链脂肪酸;GPD1L,从头脂肪酸合成;GK5,从头脂肪酸合成;DGKA,从头脂肪酸合成;GPAM,三酰基甘油生物合成;AGPAT1,三酰基甘油生物合成;LPIN1/2,甘油三酯生物合成;SLC27A,合成长链脂肪酸;FABP,脂肪酸转运;ABCG2,胆固醇转运;FDFT1,胆固醇合成和代谢;SC4MOL,胆固醇合成和代谢;SC5DL,胆固醇合成和代谢;IDI1,胆固醇合成和代谢;MVD,胆固醇合成和代谢;CH25H,胆固醇合成和代谢;DHCR7,胆固醇合成和代谢;PLIN2,脂质滴合成;SREBP1,脂质合成的调节剂;MUC1,乳脂肪球蛋白质;MFGE8,乳脂肪球蛋白质;mTORC1,调节蛋白质合成;CASTOR1,精氨酸/氨基酸感应;GATOR1,溶酶体调节;GATOR2,调节蛋白质合成;RRAGA/B,调节蛋白质合成;RHEB,调节蛋白质合成;TSC2,调节蛋白质合成;PIK3C3,调节蛋白质合成;EAAT3,氨基酸转运体;CAT1,氨基酸转运体;4F2hc,氨基酸转运体;LAT1,氨基酸转运体;ASCT2,氨基酸转运体;AMPK,代谢调节;STK11,能量平衡;SIRT1,能量平衡;ARNTL,分子钟;CLOCK,分子钟;NAMPT,代谢调节;CRY,调节脂质和蛋白质生物合成;PER1,调节脂质和蛋白质生物合成;CSN1,产生αS1/S2酪蛋白;CSN2,产生β酪蛋白;CSN3,产生κ酪蛋白;LALBA,产生α-乳白蛋白;LTF,产生乳铁蛋白;LYZ,产生溶菌酶;LPO,产生乳过氧化物酶;TC-1,产生咕啉结合蛋白;SPP1,产生骨桥蛋白;ABL,产生乳清白蛋白;C3,产生补体C3;C4,产生补体C4;半乳糖基转移酶;B4GALT1-2,糖生物合成;LGALS1-3,8-9,12-14,16,调节乳产量;LCT,胱氨酸转运体;GLUT1,葡萄糖转运;FUT1-9,将岩藻糖基添加至乳寡糖上;唾液酸转移酶,将唾液酸基团添加至乳寡糖上;GALM,己糖代谢;GLTP,转运糖脂质;LGALSL,调节乳产量;N-乙酰葡糖胺转移酶,糖生物合成;和/或糖基转移酶,糖生物合成。
可以利用基因沉默方法来靶向以上列出的乳成分基因或蛋白质中的任一种。利用要沉默的基因的序列来设计siRNA可以包括使用上述合理设计软件系统。以上列出的基因和表达产物以及其他乳成分的所有已知序列通过援引并入本文中用于所有目的。本公开内容的方面可以包含表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的哺乳动物细胞,所述工程化的细胞在其基因组中包含外源性核酸,其中所述外源性核酸编码激素或信号因子。激素或信号因子可以是生长因子、糖皮质激素、胰岛素、孕酮、催乳素或雌激素。工程化的细胞可以表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征,所述工程化的细胞包含至少一种外源性核酸,其中所述至少一种外源性核酸可以编码以下各项中的至少一种:糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、TBX3、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3、倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松或曲安西龙。外源性核酸可以包含异源性核酸或同源性核酸。外源性核酸可以是源于目标生物体之外的核酸。外源性核酸可以通过天然或人工地转化或转染而被引入细胞或生物体中。如本文所用的,术语“转染”通常是指将异源性核酸引入到真核细胞(高级和低级真核细胞)以及酵母和真菌细胞中。转染有意地将核酸人工地引入到真核细胞中,从而能够利用该细胞自身的机制表达或产生蛋白质,或者通过终止翻译而下调特定蛋白质的产量。
干细胞、乳腺细胞或乳腺样细胞可以被工程化,使得工程化的干细胞、工程化的乳腺细胞或工程化的乳腺样细胞的基因组被改变,或者不同于各自天然存在的细胞的基因组。这种工程化的细胞可以具有上调的基因以提高细胞增殖。这种工程化的细胞可以通过上调细胞中对应的受体而使它们对不同生长因子的敏感性提高或增强。上调可以通过各种已知的方法或机制(包括本文所述的那些)来实现,并且可以包括表观遗传学重塑、改变调控序列、去除调控分子、替代启动子元件,增大基因的拷贝数或组成性地打开或关闭基因。本公开内容的方面可以包含表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征的工程化的细胞,所述工程化的细胞包含改变的基因组,与对应的非工程化的细胞对胰岛素的细胞敏感性相比,其实现对胰岛素的细胞敏感性增强。改变的基因组可以包含改变的蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)基因表达机制。改变的基因组可以包含改变的蛋白质酪氨酸磷酸酶受体F型(PTPRF)基因表达机制。改变的基因组可以包含改变的去乙酰化酶1(SIRT1)基因表达机制。改变的SIRT1基因表达机制可以包含改变的SIRT1调节通路,其包含外源性诱导型启动子。
细胞中对应的受体的上调可以通过提高或增强它们而改变对不同生长因子的敏感性。改变的SIRT1基因表达机制可以被配置为过表达SIRT1。例如,可以上调至少一种去乙酰化酶(例如SIRT1 3或7)以增强乳腺上皮细胞生长和存活,可以上调胰岛素受体(INSR)以使细胞对胰岛素进一步敏感化,可以上调EGFR以使细胞对EGF进一步敏感化,可以上调催乳素受体(PRLR)以使细胞对催乳素进一步敏感化。通过在细胞内上调AKT1、GLUT1和乳糖合成酶(α-乳白蛋白和β1,4-半乳糖基转移酶)基因中的至少一种以增大葡萄糖流入并且将葡萄糖转变成乳糖可以实现乳糖合成的上调。
除了培养物或泌乳培养基组分(例如激素)的特异性受体之外,还可以上调参与信号通路中的各种其他基因。在乳腺上皮细胞中,转录5A和5B也称为STAT5A/B(STAT5)通路的信号转导因子和激活因子调节三种不同的细胞结果:分化、存活和增殖。STAT5A和STAT5B,统称为STAT5A/5B,可以是由可在乳腺的发育和功能中起重要作用的各种激素或细胞因子(包括催乳素、生长激素和EGF)激活的两种高度保守的转录因子。STAT5表达和活性可以通过以下进行调节:催乳素信号与JAK2/ELF5、EGF信号网络(其包括c-Src)和生长激素、胰岛素生长因子、雌激素和孕酮信号通路。可以通过利用本文所述的或本领域熟知的方法和材料操纵这些通路中的任一通路来实现STAT5表达的上调。STAT5的激活水平可以受以下各项影响:AKT、小窝蛋白、PIKE-A、Pak1、c-Myb、Brk、β-整合素、营养不良聚糖、其他STAT和STAT通路分子JAK1、Shp2和SOCS。参见,例如,Furth,P.A.,Nakles,R.E.,Millman,S.等人“Signal transducer and activator of transcription 5as a key signaling pathwayin normal mammary gland developmental biology and breast cancer.”BreastCancer Res 13,220(2011).https://doi.org/10.1186/bcr2921,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
本公开内容的方面可以包括细胞培养物,所述细胞培养物包含有效量的试剂,其中所述试剂能够在细胞培养物中调节对细胞的激素或信号因子的细胞应答。试剂可以包含小分子、小干扰核糖核苷酸(siRNA)、肽、核酸或转录因子。试剂可以能够在细胞培养物中增强对例如胰岛素的激素或生长因子的细胞应答。试剂可以能够调节细胞培养物中包含的细胞的去乙酰化酶1(SIRT1)、蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)和蛋白质酪氨酸磷酸酶受体F型(PTPRF)中的至少一种的生物活性。试剂能够在细胞培养物中增强细胞的去乙酰化酶1(SIRT1)的生物活性。所述试剂可以包含白藜芦醇。
基因或转录物可以调节对激素或信号因子的细胞应答。可调节对激素或信号因子的细胞应答的基因或转录物可以包括,例如,去乙酰化酶1(SIRT1)、蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)或蛋白质酪氨酸磷酸酶受体F型(PTPRF)。外源性核酸可以调节对激素或信号因子的细胞应答。外源性核酸可以编码所需的多肽。干细胞或乳腺细胞可以被工程化,使得其基因组被改变为减弱蛋白质、脂肪或寡糖的表达。工程化的细胞可以包含编码激素或信号因子的外源性核酸。工程化的细胞可以表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征,所述工程化的细胞包含诱导型基因表达系统,该诱导型表达系统包含外源性核酸,其中所述诱导型基因表达系统可以被配置成表达激素或信号因子。至少一种外源性核酸可以编码激素或信号因子中的至少一种,包括但不限于,糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、TBX3、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1或SMAD3。糖皮质激素可以包括倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松或曲安西龙中的至少一种。
细胞可以被工程化为具有减弱的基因、转录物或蛋白质表达。改良的表达谱可以包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的上调的表达。改良的表达谱可以包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的下调的表达。例如,细胞可以被工程化为具有减弱的细胞死亡诱导DFFA样效应物A表达。在泌乳期间由乳腺细胞分泌足够的脂质对于哺乳动物后代的存活是重要的,并且影响乳的味道和营养含量。非酯化的脂肪酸的血液浓度可以代表用于乳脂肪合成和升高的乳脂肪含量的脂肪酸的来源。细胞死亡诱导DFFA样效应物A(CIDEA)是脂质滴包覆蛋白,其可以在调节乳脂肪合成和分泌中发挥作用。CIDEA mRNA可以是在开始泌乳期间表达的乳腺基因,并且其抑制可以导致减少的乳脂质。CIDEA可以与转录因子CCAAT/增强子结合蛋白β(C/EBPβ)相互作用。C/EBPβ可以在乳腺发育中发挥作用并且可以调节乳腺干细胞(MaSC)。C/EBPβ可以有助于管腔祖细胞的发育并且增加分化的管腔细胞。C/EBPβ可以是MaSC再繁殖活性和管腔细胞系定型的调节剂。工程化的细胞可以表达减弱的C/EBPβ。黄嘌呤氧化还原酶(XOR)可以是在泌乳期间乳脂肪滴包覆和分泌所需的。XOR可以在泌乳期间在乳腺上皮中以高水平进行表达。XOR可以具有两种可转变的形式:黄嘌呤脱氢酶(XDH),其使用NAD+作为辅助因子;和使用氧的黄嘌呤氧化酶(XO)。XOR及其可转变形式的不足可能导致黄嘌呤尿和相关的泌乳问题以及塌陷的乳腺上皮,导致乳腺的过早退化。工程化的细胞可以表达减弱的XOR、XDH或XO。工程化的细胞可以表达减弱的组蛋白脱乙酰基酶(HDAC)。HDAC可以调节脂质积聚。HDAC可以降低组蛋白乙酰基化和转录,由此可以抑制泌乳。工程化的细胞可以表达减弱的二酰基甘油O-酰基转移酶1(DGAT1)或二酰基甘油O-酰基转移酶2(DGAT2)。DGAT1可以影响乳产量、乳脂肪含量、蛋白质产量、排出的总能量、乳糖含量和乳糖产量。在整个泌乳期间DGAT1可以变化并影响乳的量和组成。由DGAT1调节乳中的脂肪含量和乳糖含量之间可能存在逆相关。DGAT1可以介导甘油三酯合成。减弱DGAT1表达可以导致乳中的营养和矿物质含量的改变。DGAT2可以调节脂质储存和合成。DGAT2可以影响牛乳产量,并且可以确定哺乳动物中的饮食脂肪摄取和甘油三酯合成和储存。工程化基因可以表达减弱的酰基-辅酶A:胆固醇酰基转移酶(ACAT)。ACAT可以催化游离胆固醇的酯化,其可能是胆固醇和胆固醇酯的分泌所需的。ACAT可以在泌乳期间提高表达以调节从肝脏分泌胆固醇和甘油三酯并且改变乳脂肪组成。在工程化的细胞中可以减弱丝氨酸-苏氨酸激酶1(AKT1)表达。AKT1表达在泌乳期间可以被上调并且可以诱导自分泌催乳素产量以引发泌乳。在即使不存在小叶腺泡发育的情况下AKT1表达可以诱导最终乳腺上皮分化,伴随着乳合成。在工程化的细胞中可以减弱Spot 14(S14)表达。S14可以是在泌乳乳腺中从头脂质合成所需的。S14可以通过调节从头脂质合成而影响甘油三酯池中的甘油三酯含量和中链脂肪酸。
调节乳脂肪的产量的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8或其任何变体或组合。
改良的表达谱可以包括调节乳脂质的产量的基因或转录物的上调的表达。改良的表达谱可以包括调节乳脂质的产量的基因或转录物的下调的表达。产量受基因或转录物调节的乳脂质可以选自:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸、癸酸或其任何变体或组合。调节乳脂质的产量的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8或其任何变体或组合。
工程化的细胞可以调节乳碳水化合物含量。可以通过各种基因调节碳水化合物含量。改良的表达谱可以包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的上调的表达。改良的表达谱可以包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的下调的表达。基因或转录物可以调节乳碳水化合物的产量。乳碳水化合物可以包括2’-岩藻糖基乳糖、3-岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖-N-四糖(DFLNT)、二岩藻糖基乳糖-N-六糖、岩藻糖基乳糖-N-六糖(FLNH)、乳糖-N-岩藻五糖(LNFP)I、LNFP II、LNFP III、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、二唾液乳糖-N-六糖(DSLNH)、二唾液乳糖-N-四糖(DSLNT)、岩藻糖二唾液乳糖-N-六糖(FDSLNH)、唾液酸-乳糖-N-四糖b(LSTb)和唾液酸-乳糖-N-四糖c(LSTc)、乳糖-N-六糖、乳糖-N-新四糖(LNnT)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖或其任何变体或组合。可以通过以下各项调节碳水化合物含量:α乳白蛋白(LALBA)、β-1,4-半乳糖基转移酶(B4GALT)、凝集素半乳糖苷结合可溶性(LGALS)、乳糖酶(LCT)、葡萄糖转运体(GLUT)、岩藻糖基转移酶(FUT)、唾液酸转移酶、半乳糖变旋酶(GALM)、糖脂质转移蛋白质(GLTP)、凝集素半乳糖苷结合样蛋白质(LGALSL)、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶或其任何组合或变体。
α乳白蛋白(LALBA)可以包含乳的乳清级分的蛋白质组分。LALBA可以调节乳中的乳糖产量。LALBA可以被上调以提高乳糖产量。LALBA可以包含可促进乳体积的乳糖形成所需的乳糖合成酶复合物的部分。LALBA可以是生物活性肽和必需氨基酸例如色氨酸、赖氨酸、支链氨基酸和含硫氨基酸的来源。β-1,4-半乳糖基转移酶(B4GALT)可以包含可编码II型膜结合糖蛋白质的基因,并且可以将半乳糖以β1,4键转移至相似的受体糖。B4GALT可以包括编码可参与糖缀合物和乳糖生物合成中的酶。B4GALT可以将半乳糖添加至N-乙酰葡糖胺转移酶残基,其是单糖或糖蛋白质碳水化合物链的非还原性末端。N-乙酰葡糖胺转移酶可以包含糖蛋白质生物合成中的关键酶。乳铁蛋白上的N-聚糖可以通过内-N-乙酰基葡糖胺糖苷酶的活性被释放,并且可以用作碳源以供生长。可以在母乳喂养的婴儿的肠中检测到降解的N-聚糖,其可以与肠中双歧杆菌属的丰度相关。N-乙酰基葡糖胺糖苷酶样酶可以来自乳杆菌属。乳N-聚糖可以在泌乳的后期中被上调。乳蛋白质N-聚糖可以影响肠细菌例如乳杆菌属和拟杆菌属(Bacteroidale)。凝集素半乳糖苷结合可溶性(LGALS)可以编码碳水化合物结合蛋白质的半乳凝素家族的成员。半乳凝素可以包含乳聚糖受体,其可以影响在其还原性末端处包含乳糖的乳聚糖,并且可以被修饰成包含N-乙酰基葡糖胺(GlcNAc)、半乳糖(Gal)、岩藻糖(Fuc)和/或唾液酸(N-乙酰基神经氨酸;Neu5Ac)。半乳凝素可以包含乳的主要成分。乳聚糖可以充当益生元,其在肠上皮细胞培养物及其他细胞类型中有助于塑造肠微生物群落(microflora)、聚糖受体诱捕病原性微生物、免疫应答的调节剂以及甚至基因表达的调节剂。乳糖酶(LCT)可以包含催化乳糖水解成葡萄糖和半乳糖的酶。乳糖酶是通过分解乳糖消化乳所必需的。LCT可以包含酶的β-半乳糖苷酶家族的部分,并且可以是参与二糖乳糖水解成组成半乳糖和葡萄糖单体中的糖苷水解酶。改良的表达谱可以包括降解乳糖的基因或转录物的上调的表达。可降解乳糖的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:Lac操纵子、乳糖酶、糖苷酶或其任何组合或变体。葡萄糖转运体(GLUT)可以包含促进葡萄糖转运穿过质膜的膜蛋白质组。葡萄糖是用于合成乳糖的主要前体,其可以通过维持乳的渗透性而控制乳体积。乳腺中的葡萄糖摄取可以在乳产量中发挥作用。乳可以富含岩藻糖基寡糖和其他糖缀合物。岩藻糖基转移酶(FUT)可以参与寡糖和糖缀合物的生物合成和降解中。在泌乳(尤其早期泌乳)期间,FUT可以上调,并且可以影响乳中的岩藻糖基寡糖含量。乳寡糖可以影响肠微生物区的组成。添加至乳糖核的主要碳水化合物可以是岩藻糖和唾液酸(Sia)N-乙酰基神经氨酸。人乳寡糖的约70%和28%可以分别是岩藻糖基寡糖和唾液酸寡糖。乳寡糖可以包含唾液乳糖。唾液酸转移酶可以参与乳寡糖的唾液酸化中。唾液酸转移酶可以包含含有二硫键的II型跨膜糖蛋白,其催化唾液酸转移至蛋白质和脂质并且参与人乳寡糖核结构的合成。半乳糖可以从乳糖代谢,可以通过转变为葡萄糖-1磷酸盐而进入糖酵解。半乳糖代谢可以将β-D-半乳糖转变为UDP-葡萄糖。β-D-半乳糖可以通过酶(半乳糖变旋酶(GALM))而被转变为α-D-半乳糖。糖脂质转移蛋白质(GLTP)可以是特征在于它们加速糖脂质的膜间转移的能力的可溶性小蛋白质。GLTP可以加速糖脂质膜间转移。凝集素半乳糖苷结合样蛋白质(LGALSL)可以包含碳水化合物结合蛋白质的半乳凝素家族的成员。LGALSL蛋白质可以提供抗微生物防护并且可以在先天性和后天性免疫中发挥作用并且调节肠微生物区。聚糖的生物合成可以由将单糖部分组装成线型和支化的聚糖链的糖基转移酶确定。当在乳糖合成酶中半乳糖基转移酶结合α-乳白蛋白时,其可以将其受体特异性从N-乙酰基葡糖胺变成葡萄糖,由此可以在乳形成期间实现乳糖合成。
基因或转录物可以调节对激素或信号因子的细胞应答。可调节细胞应答的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:USF、GATA-1、GATA-2、GATA-3c-Myc:Max、ATF、USF、CREB、TATA、SREBP-1、Arnt、USF、Tal-1β、NRF-2、FOXD3、HNF-3β、v-Myb、FOXJ2、FOXO1、Evi-1、FOXO4、ARP-1、Staf、NF-κB、肌细胞生成素、AML-1a、Elk-1 Oct-1、Tax/CREB、HNF-1、AP-1、Ahr、Bach1、RP58、AREB6、NKX3A、XFD-1、δEF1、多聚A下游元件、Pax-4、Sox-5、Sox-9、Zic3、E47、LPL、AGPAT6、CD36、SCD、GPAM、BTN1A1、ACACA、ACSL1、LPIN1、FASN、FABP3、AGPAT6、SREBP1、INSR、PRLR、EGFR或其任何变体或组合。
本公开内容的方面可以包括包含工程化的非乳腺成体干细胞的组合物,所述工程化的非乳腺成体干细胞表现出与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞的表达谱不同的改良的表达谱,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞可以被配置成分化为表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞。乳腺上皮细胞系可以包括乳腺上皮管腔细胞系。乳腺上皮细胞系可以包括乳腺基底细胞系。乳腺上皮细胞系可以包括前体细胞或祖细胞。工程化的细胞可以是能够泌乳的工程化的细胞。
本公开内容的方面可以包括包含工程化的非乳腺成体干细胞的组合物,所述工程化的非乳腺成体干细胞表现出可与对应的非工程化或非乳腺的成体干细胞的表达谱不同的改良的表达谱,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞可以被配置成分化为能够泌乳的工程化的细胞。工程化的非乳腺成体干细胞可以被配置成产生乳成分。工程化的非乳腺成体干细胞可以是工程化的间充质干细胞。对应的非工程化的非乳腺成体干细胞可以是对应的非工程化的间充质干细胞。乳腺细胞系可以包括乳腺管腔细胞系、乳腺上皮细胞系、乳腺腺泡细胞系、乳腺肌上皮细胞系或其任何变体或组合。
工程化的非乳腺成体干细胞或其祖先细胞可以与异源性多肽接触,所述异源性多肽可以包含基因调节部分。工程化的非乳腺成体干细胞可以包括含有基因调节部分的异源性多肽。工程化的非乳腺成体干细胞可以包括含有基因调节部分的同源性多肽。工程化的非乳腺成体干细胞或其祖先细胞可以与同源性多肽接触,所述同源性多肽可以包含基因调节部分。
基因调节部分可以包含多核苷酸指导的基因调节部分。基因调节部分可以包含核酸内切酶。核酸内切酶可以包含规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶。Cas核酸内切酶可以选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其任何修饰形式、其任何变体或其任何组合。
基因调节部分可以被配置为调节工程化的非乳腺成体干细胞的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达。工程化的非乳腺成体干细胞或其祖先细胞可以与异源性多核苷酸接触,所述异源性多核苷酸配置成与基因调节部分形成复合物。工程化的非乳腺干细胞可以进一步包含异源性多核苷酸,所述异源性多核苷酸被配置成与基因调节部分形成复合物。工程化的非乳腺成体干细胞或其祖先细胞可以与同源性多核苷酸接触,所述同源性多核苷酸被配置成与基因调节部分形成复合物。工程化的非乳腺干细胞可以进一步包含同源性多核苷酸,所述同源性多核苷酸被配置成与基因调节部分形成复合物。靶基因、靶转录物或靶蛋白质可以与乳成分的产量相关。
靶基因、靶转录物或靶蛋白质可以选自以下各项的基因、转录物或蛋白质:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶或其任何变体或组合。改良的表达谱可以包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的上调的表达。改良的表达谱可以包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的下调的表达。调节乳蛋白质的产量的基因或转录物可以是选自酪蛋白和乳清蛋白质中的基因或转录物。调节乳蛋白质的产量的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4或其任何变体或组合。
改良的表达谱可以包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的上调的表达。改良的表达谱可以包括调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物的下调的表达。基因或转录物可调节产量的乳碳水化合物可以选自:2’-岩藻糖基乳糖、3-岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖-N-四糖(DFLNT)、二岩藻糖基乳糖-N-六糖、岩藻糖基乳糖-N-六糖(FLNH)、乳糖-N-岩藻五糖(LNFP)I、LNFP II、LNFP III、3′-唾液乳糖、6′-唾液乳糖、二唾液乳糖-N-六糖(DSLNH)、二唾液乳糖-N-四糖(DSLNT)、岩藻糖二唾液乳糖-N-六糖(FDSLNH)、唾液酸-乳糖-N-四糖b(LSTb)和唾液酸-乳糖-N-四糖c(LSTc)、乳糖-N-六糖、乳糖-N-新四糖(LNnT)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖或其任何变体或组合。调节乳碳水化合物的产量的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:LALBA、半乳糖基转移酶B4GALT1、半乳糖基转移酶B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺基转移酶、糖基转移酶或其任何变体或组合。改良的表达谱可以包括降解乳糖的基因或转录物的上调的表达。降解乳糖的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:Lac操纵子、乳糖酶或糖苷酶。
改良的表达谱可以包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的上调的表达。改良的表达谱可以包括调节乳脂肪的产量的基因或转录物的下调的表达。产量由基因或转录物调节的乳脂肪可以选自:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸、癸酸或其任何变体或组合。调节乳脂肪的产量的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8或其任何变体或组合。
基因或转录物可以调节对激素或信号因子的细胞应答。调节细胞应答的基因或转录物可以包括选自以下各项的基因或转录物:USF、GATA-1、GATA-2、GATA-3c-Myc:Max、ATF、USF、CREB、TATA、SREBP-1、Arnt、USF、Tal-1β、NRF-2、FOXD3、HNF-3β、v-Myb、FOXJ2、FOXO1、Evi-1、FOXO4、ARP-1、Staf、NF-κB、肌细胞生成素、AML-1a、Elk-1 Oct-1、Tax/CREB、HNF-1、AP-1、Ahr、Bach1、RP58、AREB6、NKX3A、XFD-1、δEF1、多聚A下游元件、Pax-4、Sox-5、Sox-9、Zic3、E47、LPL、AGPAT6、CD36、SCD、GPAM、BTN1A1、ACACA、ACSL1、LPIN1、FASN、FABP3、AGPAT6、SREBP1、INSR、PRLR、EGFR或其任何变体或组合。
改良的表达谱可以包括(i)第一靶基因、第一靶转录物或第一靶蛋白质的上调的表达,和(ii)第二靶基因、第二靶转录物或第二靶蛋白质的下调的表达。
改良的表达谱可以指示乳腺细胞系。工程化的非乳腺成体干细胞可以表现出指示乳腺细胞系的细胞形态学。乳腺细胞系可以包括乳腺上皮细胞系。乳腺细胞系可以包括乳腺腺泡细胞系。乳腺细胞系可以包括乳腺肌上皮细胞系。工程化的非乳腺成体干细胞可以被配置为应答于激素或信号因子而产生乳成分。
工程化的非乳腺成体干细胞可以包括外源性多核苷酸,所述外源性多核苷酸(1)包含诱导型启动子序列并且(2)编码激素或信号因子。诱导型启动子序列可以被配置用于激素或信号因子的诱导型表达。诱导型启动子序列可以被配置为由试剂激活。工程化的非乳腺成体干细胞与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞相比可以具有改变的对激素或信号因子的应答。工程化的非乳腺成体干细胞与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞相比可以具有增强的对激素或信号因子的敏感性。工程化的非乳腺成体干细胞与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞相比可以具有减弱的对激素或信号因子的敏感性。
激素或信号因子可以选自:糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、TBX3、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3或其任何变体或组合。糖皮质激素可以包括倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙、或其组合。工程化的非乳腺成体干细胞可以衍生自从对象的组织或身体分泌物中分离的非乳腺成体干细胞。
方法
本公开内容的方面可以包括一种产生工程化的细胞的方法,所述方法包括提供非乳腺成体干细胞或其衍生物;以及使所述非乳腺成体干细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件。
本公开内容的方面可以包括一种产生工程化的细胞的方法,所述方法可以包括从组织或身体分泌物中分离细胞,使细胞与生长培养基接触以扩增细胞群,使扩增的细胞群与分化培养基接触,使分化的细胞与包含基因调节部分的异源性多肽接触,以及将外源性核酸引入细胞群中,所述外源性核酸包含诱导型启动子序列并且编码激素或信号因子。
本公开内容的方面可以包括一种产生工程化的细胞的方法,所述方法包括提供非乳腺成体干细胞或其衍生物;以及使所述非乳腺成体干细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件。乳腺上皮细胞系可以包括乳腺上皮管腔细胞系。乳腺上皮细胞系可以包括乳腺基底细胞系。非乳腺成体干细胞可以包括间充质干细胞。工程化的细胞可以能够泌乳。工程化的细胞可以能够产生乳成分。使非乳腺成体干细胞或其衍生物能够产生乳成分可以在体外进行。
改良的表达谱可以是乳腺细胞系的特征。工程化的细胞可以包括表现出乳腺细胞系的细胞的一种或多种特征的细胞。乳腺细胞系可以显现乳腺细胞系的表型特有的生物标志物。改良的表达谱可以包括选自以下各项的基因、转录物或蛋白质的改良的表达谱:EpCAM、CD14、CD29、CD49b、CD49f、CD61、Sca1、Prominin、ALDEFLUOR、CK14、CK18或其任何变体或组合。乳腺细胞系可以包括乳腺上皮细胞系。乳腺细胞系可以包括乳腺腺泡细胞系。乳腺细胞系可以包括乳腺肌上皮细胞系。乳腺细胞系可以包括这种细胞系的任何前体细胞或祖细胞。
本公开内容的方面可以包括用于光学测定乳腺细胞系和存活力的方法。本文所述的工程化的细胞可以通过光学技术例如光学显微镜、荧光显微镜或电子显微镜进行检查以确定工程化的细胞是否充分地表现出乳腺细胞系(例如乳腺样细胞)或最终分化的乳腺细胞的形态学。在一些情况中,光学技术可以选择用于表现出乳腺样细胞或乳腺细胞的一致形态学或特征的工程化的细胞。在一些情况中,光学技术可以选择用于通过消除显现衰老例如扁平或粒状形态学、存在空泡的细胞具有存活力的工程化的细胞。在一些情况中,光学技术例如荧光显微镜可以通过成像由工程化的细胞表现出的本文所述的生物标志物来确定乳腺细胞系。
使非乳腺成体干细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件可以包括使非乳腺成体干细胞或其衍生物与包含基因调节部分的异源性多肽接触,其中基因调节部分可以被配置成调节非乳腺成体干细胞或其衍生物的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达,从而与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞相比实现工程化的细胞中的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的改良的表达谱。
靶基因、靶转录物或靶蛋白质可以与乳成分的产量相关。靶基因、靶转录物或靶蛋白质可以是选自以下各项的基因或转录物或者与以下各项相关的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶或其任何组合或变体。
乳,尤其牛乳,可以包含超过25种不同的蛋白质,但是乳清蛋白质α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、乳清白蛋白和乳铁蛋白以及四种酪蛋白已经被鉴定为过敏原。鉴定和调节对乳中的蛋白质组分有过敏性的对象的合适蛋白质来源可以代表着重要目的。母乳可能还包含抗微生物和抗病毒组分。抗微生物剂可以包括乳铁蛋白、溶菌酶、分泌型免疫球蛋白A、κ-酪蛋白和寡糖和糖缀合物。人乳中的抗病毒剂可以包括来自乳脂肪球膜的粘蛋白和乳铁蛋白。乳中的特异性宿主防御因子例如分泌型免疫球蛋白A和乳铁蛋白可以抵抗蛋白水解酶的降解并且通过母乳喂养的婴儿的胃肠道仍然存活,随后在婴儿中发挥它们的生理功能并且实现先天性免疫。基因或转录物可以调节选自以下各项的乳蛋白质的产量:αS1/S2酪蛋白、β酪蛋白、κ酪蛋白、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、咕啉结合蛋白、骨桥蛋白、乳清白蛋白、补体C3、补体C4或其任何组合或变体。改良的表达谱可以包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的上调的表达。基因或转录物的上调的表达可以调节乳蛋白质的产量。改良的表达谱可以包括调节乳蛋白质的产量的基因或转录物的下调对表达。基因或转录物的下调的表达可以调节乳蛋白质的产量。
酪蛋白可以包括存在于乳中的两亲性磷蛋白质。酪蛋白级分可以由αS1、αS2、β和k酪蛋白构成,其中αS1酪蛋白根据IgE和T细胞识别数据可能是主要过敏原。牛乳可以包含αS1/S2酪蛋白而人乳可以包含β酪蛋白和κ酪蛋白。酪蛋白模式可能根据产乳哺乳动物中泌乳的阶段而不同。酪蛋白片段可以通过使钙保持在肠腔中的溶液中而增强对钙的吸收。酪蛋白衍生的肽可以调节肠蠕动性并且促进有益细菌在肠中生长。乳铁蛋白可以包含属于运铁蛋白家族的存在于乳中的铁结合糖蛋白。乳铁蛋白可以调节肠中的铁吸收,具有抗微生物、抗炎性和抗氧化剂特性。乳铁蛋白可能是乳中酪蛋白之后第二丰富的蛋白质。乳过氧化物酶可以是从乳腺分泌的过氧化物酶,其充当抗微生物剂。乳过氧化物酶可以催化由过氧化氢氧化多种无机和有机底物。乳过氧化物酶系统可以通过杀灭乳中的细菌而在先天性免疫系统中发挥作用。乳过氧化物酶可以是有效的抗微生物剂并且可以用作抗细菌剂以减少乳和乳产品中的微生物群落。通过添加过氧化氢和硫氰酸盐来激活乳过氧化物酶系统可以延长冷藏的原料乳的保存期限。它可以是相当耐热的并且可以用作乳巴氏灭菌的指示剂。溶菌酶可以是例如细菌的外膜上的多肽,其可以水解N-乙酰基胞壁酸和N-乙酰基葡糖胺之间的β键。溶菌酶可以大量存在于乳中。人乳可以比牛乳包含更多的溶菌酶。溶菌酶可以水解细菌细胞壁而使细菌不稳定,因此充当抗微生物剂。溶菌酶可以与IgA和乳铁蛋白协同作用。咕啉结合蛋白可以由乳腺上皮细胞表达并且可以存在于乳中。咕啉结合蛋白是维生素B-12结合蛋白质。B-12可以通过乳结合的咕啉结合蛋白而仅仅供给至婴儿。咕啉结合蛋白可以在固有因子系统(在成体中维生素B-12被吸收的机制)可能未完全发挥其能力时在新生期期间在母乳喂养的婴儿中介导维生素B-12吸收。咕啉结合蛋白可以耐受蛋白水解酶降解并且对病原性细菌菌株发挥抑菌效果。咕啉结合蛋白可以影响胃肠道中的细菌生长。骨桥蛋白可以包含存在于乳中的磷酸化的酸性糖蛋白。骨桥蛋白可以在免疫调节活性、组织重塑、骨形成以及细胞粘附、迁移、增殖和分化方面发挥作用。骨桥蛋白可以包含RGD和非RGD整合素结合结构域以及CD44结合基序,并且可以通过在细胞膜上与其受体结合而发挥其多种功能以引发信号传递。骨桥蛋白可以在泌乳的较早阶段中更多表达,并且可以促进其中可能需要防御病原体的新生儿的过渡免疫系统。乳清白蛋白可以是存在于乳中的大蛋白质组分,其可以构成总乳清蛋白质的部分。乳清白蛋白可以包含必需氨基酸的来源。乳清白蛋白可以结合至许多配体,包括脂肪酸、痕量元素、钙和其他分子。在乳中,乳清白蛋白已经与锌、铜、甲状腺素、脂肪酸和其他小分子结合。补体系统可以在防御感染中发挥重要作用。补体的效应物功能可以包括调理作用、溶解细菌以及通过产生趋化片段而将噬菌细胞吸引至补体激活位点。补体C3和补体C4可以是先天免疫系统中的蛋白质,其可以是最普遍测量的补体成分。补体C3可以与甘油三酯代谢相关。补体C3和补体C4可以在泌乳期间降低控制炎症性应答并且降低提供作为先天性免疫与获得性免疫之间的桥梁的抗微生物防护潜力,作为先天性免疫与获得性免疫之间的桥梁。
本公开内容的方面可以包括一种产生乳营养素的方法。产生乳营养素的方法可以包括使细胞例如乳腺细胞系的细胞与催乳培养基接触,使细胞与能够调节对激素或信号因子的细胞应答的试剂接触,使用细胞产生包含一种或多种颗粒(例如,乳脂质球)的水性培养基,以及从水性培养基中分离乳营养素。可以从分离的乳营养素配制包含乳营养素的食品组合物。
本公开内容的方面可以包括一种产生工程化的细胞的方法,所述方法包括提供非乳腺成体细胞或其衍生物;以及使所述细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件。使所述细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件可以包括使非乳腺成体细胞或其衍生物与包含基因调节部分的异源性多肽接触,其中基因调节部分可以被配置成调节非乳腺成体细胞或其衍生物的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达,从而与对应的非工程化的或非乳腺成体细胞相比实现工程化的细胞中的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的改良的表达谱。
基因调节部分可以包括多核苷酸指导的基因调节部分。基因调节部分可以包括核酸内切酶。核酸内切酶可以包括规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶。Cas核酸内切酶可以选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其任何修饰、其变体或其组合。
使所述细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件可以包括使非乳腺成体细胞或成体干细胞或其衍生物与异源性多核苷酸接触,所述异源性多核苷酸被配置成与靶基因或靶转录物的至少一部分结合。使所述细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件可以进一步包括形成基因调节部分和异源性多核苷酸的复合物。该复合物可以包含规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR-相关(Cas)的蛋白质复合物。
工程化的细胞可以被配置为应答于激素或信号因子产生乳成分。非乳腺细胞或干细胞或其衍生物可以与外源性多核苷酸接触,所述外源性多核苷酸可以包含诱导型启动子序列并且编码激素或信号因子。诱导型启动子序列可以被配置用于激素或信号因子的诱导型表达。诱导型启动子序列可以被配置为由试剂激活。工程化的细胞与对应的非工程化的或非乳腺成体细胞、成体干细胞或其衍生物相比可以具有改变的对激素或信号因子的应答。工程化的细胞与对应的非工程化的或非乳腺成体细胞、成体干细胞或其衍生物相比可以具有增强的对激素或信号因子的敏感性。工程化的细胞与对应的非工程化的或非乳腺成体细胞、成体干细胞或其衍生物相比可以具有减弱的对激素或信号因子的敏感性。
激素或信号因子可以包括糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、T-框蛋白3(TBX3)、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3或其任何变体或组合。糖皮质激素可以包括倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙或其任何变体或组合。
使所述细胞或其衍生物经受足以产生表现出乳腺上皮细胞系的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞的条件可以包括使非乳腺成体细胞、干细胞或其衍生物与分化培养基在足以获得工程化的细胞的条件下接触。提供非乳腺细胞、成体干细胞或其衍生物可以包括从哺乳动物对象的组织或身体分泌物中分离非乳腺细胞、成体干细胞或其衍生物。
产生乳成分的方法
本公开内容的方面可以包括产生乳成分的方法,所述方法包括提供包含细胞培养物的反应容器,所述细胞培养物包含衍生自非乳腺成体干细胞的工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞;以及使所述细胞培养物经受足以在体外产生乳成分的条件。细胞培养物可以进一步包含培养基。乳成分可以包含乳清蛋白质、酪蛋白、脂质、寡糖或其组合。工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞可以包括工程化的产乳细胞。非乳腺成体干细胞可以包括间充质干细胞。工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞可以包含与天然存在的产乳细胞的基因组不同的基因组。使所述细胞培养物经受足以在体外产生乳成分的条件可以包括使用非乳腺成体干细胞或其衍生物以产生工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物。工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞可以表现出乳腺上皮细胞的一种或多种特征。工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞可以表现出乳腺肌上皮细胞的一种或多种特征。工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞可以表现出乳腺前体或祖细胞、管腔细胞、基底细胞或腺泡细胞的一种或多种特征。
使细胞培养物经受足以在体外产生乳成分的条件可以包括使非乳腺成体干细胞或其衍生物与生长培养基在足以产生扩增的细胞培养物的条件下接触。使细胞培养物经受足以在体外产生乳成分的条件可以包括使非乳腺成体干细胞或其衍生物与分化培养基在足以获得工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的条件下接触。
本公开内容的方面可以进一步包括从对象的组织或身体分泌物中分离非乳腺成体干细胞。组织或身体分泌物可以包括脂肪组织、肌肉组织、脐血、骨髓、器官组织、乳腺组织、胚外组织、脐带血、腱、牙周韧带、滑膜、松质骨、骨髓、神经系统、皮肤、骨膜、肌肉、外周血、母乳、或其他体液或其任何变体或组合。组织或身体分泌物可以包括脂肪组织、乳腺组织、脐带、脐带血、母乳或其任何变体或组合。
对象可以是哺乳动物。哺乳动物可以包括人、非人灵长动物、马、牛、乳牛、水牛、山羊、绵羊、骆驼、象、雪豹、鲸、海豹、猪、狗、小鼠、大鼠或兔。
工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞可以与异源性多肽接触,所述异源性多肽包含基因调节部分。工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞可以与同源性多肽接触,所述同源性多肽包含基因调节部分。基因调节部分可以是多核苷酸指导的基因调节部分。基因调节部分可以是核酸内切酶。核酸内切酶可以是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶。Cas核酸内切酶可以选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其修饰形式或其任何变体或组合。
细胞培养物可以包括:包含工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的二维细胞培养物、包含工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的三维细胞培养物、或包含工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的高密度细胞培养物。使细胞培养物经受足以在体外产生乳成分的条件可以包括使工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物与催乳培养基在足以产生乳成分的条件下接触。催乳培养基可以包含能够在工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物中激活激素或信号因子的表达的物质。催乳培养基可以包含能够调节对工程化的产乳细胞或其衍生物的激素或信号因子的细胞应答的物质。
使细胞培养物经受足以在体外产生乳成分的条件可以包括使用细胞培养物产生包含一种或多种颗粒的水性培养基。一种或多种颗粒中的颗粒可以包含由层包围的脂肪。所述层可以包含乳脂质或脂肪。所述层可以包含乳脂肪球膜(MFGM)。乳脂肪球膜(MFGM)可以包含乳脂肪球膜(MFGM)蛋白质。一种或多种颗粒可以被所述层乳化并且分散在所述水性培养基中。脂肪可以包含甘油三酯。水性培养基可以包含碳水化合物。碳水化合物可以包括单糖、二糖、寡糖或其任何变体或组合。
寡糖可以包含3至20个糖单元。寡糖可以包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100或超过100个糖单元。寡糖可以包含末端乳糖部分。碳水化合物可以包含包括寡糖的多种寡糖。乳成分可以不包含乳糖。乳成分可以包含乳糖。乳成分可以包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其任何变体或组合。蛋白质可以包含酪蛋白、乳清蛋白质、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白IgA、溶菌酶、乳清白蛋白或其任何变体或组合。
可以从细胞培养物中分离乳成分。产生乳成分的方法可以进一步包括从细胞培养物中分离乳成分。产生乳成分的方法可以产生包含乳成分的无菌组合物。无菌组合物可以基本上不含全细胞。包含乳成分的食品组合物,其中所述乳成分可以通过本公开内容的方法来生产。食品组合物或食品可以包含乳成分,其中可以由衍生自非乳腺成体干细胞的一个或多个工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞生产所述乳成分。可以由一个或多个工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞在培养基中生产乳成分。
食品组合物可以包含选自以下各项的乳制品组合物:乳、酸奶、奶酪、奶油或黄油。乳可以选自初乳、成熟乳、前乳、后乳或过渡乳。乳可以针对对象的年龄进行配制。乳可以被配制用于年龄三岁或更小的儿童。乳可以被配制用于12个月龄或更小的婴儿。乳可以被配制用于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100岁或比100岁更年长的对象。乳可以被配制用于小于1岁的对象。对象可以是新生儿、婴儿、婴孩、学步的儿童、少年、青少年、年轻人、成年人或老年对象。
食品组合物可以是无菌的。食品组合物可以不是无菌的。食品组合物可以是无乳糖的。食品组合物可以包含乳糖。食品组合物可以进一步包含矿物质。食品组合物可以进一步包含维生素。食品组合物可以进一步包含氨基酸。食品组合物可以进一步包含一种或多种益生细菌。一种或多种益生细菌可以包括选自以下各项的一种或多种菌株:双歧杆菌属、乳杆菌属、梭菌属、罗尔斯通菌属、葡萄球菌属、链球菌属和其任何变体或组合。一种或多种益生细菌可以包括选自以下各项的一种或多种菌株:假单胞菌属、葡萄球菌属、链球菌属、伊丽莎白菌属、贪噬菌属、双歧杆菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、寡养单胞菌属、短波单胞菌属、金黄杆菌属、肠杆菌属或其任何变体或组合。食品组合物可以进一步包含抗体。抗体可以包括免疫球蛋白IgA。食品组合物可以进一步包含乳铁蛋白。
乳成分可以包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其任何变体或组合。蛋白质可以包含酪蛋白、乳清蛋白质、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白IgA、溶菌酶、乳清白蛋白或其任何变体或组合。碳水化合物可以包含单糖、二糖、寡糖或其任何变体或组合。寡糖可以包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100或超过100个或以上值中的任两个值的范围中的糖单元。寡糖可以包含末端乳糖部分。碳水化合物可以包含一种或多种寡糖。碳水化合物可以不包含乳糖。碳水化合物可以包含乳糖。脂肪可以包含甘油三酯。脂肪可以包含除甘油三酯之外的脂肪或脂质。
乳成分可以包含以重量计约0.1%至约20%蛋白质。乳成分可以包含以重量计至少约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。乳成分可以包含以重量计至多约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%的至少一种蛋白质。
乳成分可以包含以重量计约.1%、.2%、.3%、.4%、.5%、.6%、.7%、.8%、.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%15%或20%或以上值中的任两个值的范围中的至少一种蛋白质。乳成分可以包含以重量计小于约.1%的至少一种蛋白质。乳成分可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。乳成分可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的至少一种碳水化合物。乳成分可以包含以重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%或任两个上述值的范围中的至少一种碳水化合物。乳成分可以包含以重量计至多约30%碳水化合物。乳成分可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的乳糖。乳成分可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%的乳糖。乳成分可以包含以重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%或任两个上述值的范围中的乳糖。乳成分可以包含以重量计至多约30%乳糖。乳成分可以包含以重量计至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。乳成分可以包含以重量计至多约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的至少一种脂肪。乳成分可以包含以重量计约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%或任两个上述值的范围中的至少一种脂肪。乳成分可以包含以重量计至多约60%脂肪。
乳成分可以包含以重量计至少约3%至4%、3%至5%、3%至6%、3%至7%、3%至8%、3%至超过8%、4%至5%、4%至6%、4%至7%、4%至8%、4%至超过8%、5%至6%、5%至7%、5%至8%、5%至超过8%、6%至7%、6%至8%、6%至超过8%、7%至8%、7%至大于8%、8%至超过8%脂肪。乳成分可以包含以重量计小于约3%脂肪。乳成分可以包含以重量计至少约1%至2%、1%至3%、1%至4%、1%至5%、1%至6%、1%至7%、1%至超过7%、2%至3%、2%至4%、2%至5%、2%至6%、2%至7%、2%至超过7%、3%至4%、3%至5%、3%至6%、3%至7%、3%至超过7%、4%至5%、4%至6%、4%至7%、4%至超过7%、5%至6%、5%至7%、5%至超过7%、6%至7%、6%至超过7%或7%至超过7%蛋白质。乳成分可以包含以重量计小于约1%蛋白质。乳成分可以包含以重量计至少约1%至2%、1%至3%、1%至4%、1%至5%、1%至6%、1%至7%、1%至超过7%、2%至3%、2%至4%、2%至5%、2%至6%、2%至7%、2%至超过7%、3%至4%、3%至5%、3%至6%、3%至7%、3%至超过7%、4%至5%、4%至6%、4%至7%、4%至超过7%、5%至6%、5%至7%、5%至超过7%、6%至7%、6%至超过7%或7%至超过7%碳水化合物。乳成分可以包含以重量计小于约1%碳水化合物。
试剂盒
本公开内容的方面可以包括试剂盒。试剂盒可以包含CRISPR试剂盒。CRISPR试剂盒可以包含异源性多肽、(多核苷酸指导的)基因调节部分、核酸内切酶,其中核酸内切酶可以包含规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶、异源性多核苷酸和复合物。试剂盒可以包含一种或多种培养基。
计算机系统
本公开内容提供了被编程为实施本公开内容的方法的计算机系统。图5示出了被编程为或以其他方式配置为实施本文所述的方法的计算机系统101。计算机系统101可以调节本公开内容的各种方面,例如,确定向生物反应器中的培养物供给的培养基的比率。计算机系统101可以是用户的电子设备,或相对于该电子设备远程的计算机系统。电子设备可以是移动电子设备。
计算机系统101包括中央处理单元(CPU,本文也称为“处理器”和“计算机处理器”)105,其可以是单核或多核处理器,或者是用于并行处理的多个处理器。计算机系统101还包括存储器或存储器单元110(例如,随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元115(例如,硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口120(例如,网络适配器)以及外围设备125,诸如高速缓存、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器。存储器110、存储单元115、接口120和外围设备125通过诸如主板等通信总线(实线)而与CPU105通信。存储单元115可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据存储库)。计算机系统101可以借助于通信接口120可操作地耦合到计算机网络(“网络”)130。网络130可以是因特网、互联网和/或外联网,或者与因特网通信的内联网和/或外联网。在一些情况中,网络130是电信和/或数据网络。网络130可以包括一个或多个计算机服务器,其可以实现分布式计算,诸如云计算。在一些情况中,网络130可以借助于计算机系统101实现对等网络,这可以使得与计算机系统101耦合的设备能够起到客户端或服务器的作用。
CPU 105可以执行可以体现在程序或软件中的一系列机器可读指令。指令可以存储在存储单元例如存储器110中。指令可以针对CPU 105,该指令随后可以编程或以其他方式配置CPU 105以实施本公开内容的方法。由CPU 105执行的操作的实例可以包括提取、解码、执行和回写。
CPU 105可以是电路例如集成电路的部分。电路中可以包括系统101的一个或多个其他组件。在一些情况中,该电路是专用集成电路(ASIC)。
存储单元115可以存储文件,诸如驱动程序、库和保存的程序。存储单元115可以存储用户数据,例如用户偏好和用户程序。在一些情况中,计算机系统101可以包括一个或多个附加数据存储单元,所述附加数据存储单元位于计算机系统101外部,诸如位于通过内联网或因特网而与计算机系统101通信的远程服务器上。
计算机系统101可通过网络130与一个或多个远程计算机系统通信。例如,计算机系统101可以与用户的远程计算机系统通信(例如蜂窝网络)。远程计算机系统的实例包括个人计算机(例如,便携式PC)、平板或平板型PC(例如,iPad、GalaxyTab)、电话、智能手机(例如,iPhone、支持Android的设备、)或个人数字助理。用户可以经由网络130访问计算机系统101。
本文所述的方法可通过存储在计算机系统101的电子存储单元上,例如存储器110或电子存储单元115上的机器(例如,计算机处理器)可执行代码的方式来实现。可以提供软件的形式的机器可执行代码或机器可读代码。在使用期间,该代码可由处理器105执行。在一些情况中,可从存储单元115检索代码并将其存储在存储器110上,以供处理器105迅速存取。在一些情况下,可排除电子存储单元115,并且将机器可执行指令存储在存储器110上。
该代码可以被预编译并配置成由具有适于执行该代码的处理器的机器使用,或者可以在运行期间被编译。代码可以以编程语言提供,可以选择编程语言以使代码能够以预编译或即时编译(as-compiled)的方式执行。
本文提供的系统和方法的各个方面,诸如计算机系统101,可以在编程中体现。该技术的各个方面可以被认为是例如在机器可读介质类型上携带或体现的机器(或处理器)可执行代码和/或相关数据的形式的“产品”或“制品”。机器可执行代码可以存储在电子存储单元例如存储器(例如,只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘上。“存储”型介质可以包括可以在任何时间为软件编程提供非暂时性存储的计算机的任何或全部有形存储器、处理器等、或其相关模块,诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等。软件的全部或部分有时可以通过因特网或各种其他电信网络进行通信。例如,此种通信可以使软件能够从一台计算机或处理器加载到另一台计算机或处理器中,例如从管理服务器或主机加载到应用服务器的计算机平台中。因此,可以承载软件元件的另一类型的介质包括光波、电波和电磁波,诸如跨本地设备之间的物理接口、通过有线和光学陆线网络以及各种空中链路使用的。携载此类波的物理元件,诸如有线或无线链路、光学链路等,也可以被视为承载软件的介质。如本文所用,除非仅限于非暂时性有形的“存储”介质,否则计算机或机器“可读介质”等术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。
因此,机器可读介质例如计算机可执行代码可采取多种形式,包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘,诸如任何计算机中的任何存储设备等,诸如可用于实现如附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器,诸如此种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴缆线、铜线和光纤,包括构成计算机系统内的总线的线。载波传输介质可以采取电信号或电磁信号或者声波或光波的形式,诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的那些。因此,计算机可读介质的常见形式包括例如:软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何其他具有孔洞图案的物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或匣盒、传送数据或指令的载波、传送此类载波的电缆或链路,或者计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些形式的计算机可读介质中的许多介质可以参与将一个或多个指令的一个或多个序列携载到处理器以供执行。
计算机系统101可以包括或与包括用户界面(UI)140的电子显示器135通信,例如,用于确定向培养物供给的培养基的比率或进入生物反应器中的培养基的流量。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于网页的用户界面。
可以通过一种或多种算法来实现本公开内容的方法和系统。可以在由中央处理单元105执行时通过软件实现算法。算法可以例如确定向培养物供给的培养基的比率或进入生物反应器中的培养基的流量。
实施例
实施例1:分离干细胞
实施例1a-1d说明了从各种来源中一般地分离非乳腺成体干细胞,特别地分离间充质干细胞。
实施例1a:从脂肪组织中分离间充质干细胞
此实施例说明了从不同的哺乳动物的脂肪组织中分离间充质干细胞。
新鲜脂肪组织从屠宰场或吸脂术(例如就人而言,在知情同意后)获得,保存在补充有抗生素的磷酸盐缓冲盐水中。对脂肪组织进行酶促消化,然后离心以分离间充质干细胞。将分离的间充质干细胞转移至细胞培养瓶并且在标准生长条件例如37℃、5%CO2下生长。初始培养基包括DMEM-F12、RPMI和α-MEM培养基(补充有15%胎牛血清)和1%抗生素。培养基随后在第一次传代之后被更换为10%FBS(胎牛血清)补充的培养基。例如,Ahmad和Shakoori(2013)(J.Stem Cell Regen Med.9(2):29-36),其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的,描述了在此实施例中本文所述方法的某些变化。实施例1b:从脐带和脐血中分离间充质干细胞
此实施例说明了在妊娠期结束时从健康妊娠的哺乳动物的脐带或/和脐血中分离间充质干细胞。
对于人,在获得母亲同意后在妊娠期结束时从医院获得健康妊娠/怀孕的脐带或脐血。将脐带收集在补充有抗生素的磷酸盐缓冲盐水中;并将脐血收集在含有抗凝血剂的管中。在无菌条件下将收集的脐带切割成5cm2碎片,然后去除血管。然后将脐带的片段转移在含有DMEM-F12、RPMI和α-MEM(补充有10%胎牛血清)和1%抗生素的细胞培养板中7天。将外植体去除,并且在7天后将培养基更换为新鲜生长培养基。通过添加Ficoll-Paque溶液进行密度梯度离心来分离来自脐血的间充质干细胞,从ficoll-培养基相间中收集细胞,并将其添加至上述完全培养基。生长培养基补充有地塞米松以减少单核细胞的粘附。在分离7天后,通过将培养基更换为新鲜完全生长培养基而去除非粘附细胞。例如,Tropel等人(2004)(Exp Cell Res.295(2):395-406),Van Pham等人(2016)(Cell Tissue Bank.17(2):289-302),和Hassan等人(2017)(Int J Stem Cell.10(2):184-192),其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的,单独或组合地描述了在此实施例中本文所述方法的某些变化。
实施例1c:从乳腺组织中分离间充质干细胞
此实施例说明了从任何泌乳哺乳动物(包括人或本公开内容中如本文所述的任何其他动物)的健康乳腺组织中分离间充质干细胞。
新鲜乳腺组织从屠宰场获得,并且用磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤。将所得的乳腺组织切割成1mm3碎片并在标准培养条件下保存在培养基中。或者,使所得的乳腺组织经受酶促消化,然后密度梯度离心。然后用磷酸盐缓冲盐水洗涤细胞三次并且在标准培养条件下接种在培养板中的DMEM-F12、RPMI和α-MEM培养基中。在初始铺板之后,每两天或三天更换培养基。在培养10天后,粘附成纤维细胞样细胞出现,随后经胰蛋白酶处理(trypsinize)进入另一瓶中进行扩增。然后将3次传代的细胞用于分化成成熟乳腺管腔或/和上皮细胞。例如,Huynh等人(1991)(Exp Cell Res.197(2):191-99),Gibson等人(1991)(In Vitro CellDev Biol Anim.27(7):585-594),Blatchford等人(1999)(Animal Cell Technology:Basic&Applied Aspects.Springer,Dordrecht.pp.141-145),和Zhang等人(2013)(Oncol.Lett.6(6):1577-1582),其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的,单独或组合地描述了在此实施例中本文所述方法的某些变化。
实施例1d:从乳中分离间充质干细胞
此实施例说明了从在无菌条件下从人或本公开内容中如本文所述的任何其他哺乳动物收集的乳中分离间充质干细胞。
将等体积的磷酸盐缓冲盐水添加至稀释的乳,然后离心20min。用磷酸盐缓冲盐水洗涤细胞团块三次,并在标准培养条件下将细胞接种在细胞培养瓶中的补充有10%胎牛血清和1%抗生素的DMEM-F12、RPMI和α-MEM培养基中。例如,Hassiotou等人(2012),StemCells.30(10):2164-2174,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的,描述了在此实施例中本文所述方法的某些变化。
实施例2:利用2D和3D培养系统来分化干细胞
在2D和3D培养系统中从任何上述来源分离的细胞可以被分化成乳腺上皮和乳腺管腔细胞。对于2D培养,将获得的分离的干细胞初始地接种在培养板中的补充有10ng/ml上皮生长因子和5μg/ml胰岛素的生长培养基中。在汇合时,用补充有2%胎牛血清、1%青霉素-链霉素(100U/ml青霉素、100ug/ml链霉素)和5μg/ml胰岛素的生长培养基喂养细胞48h。为了诱导分化,用包含5μg/ml胰岛素、1μg/ml氢化可的松、0.65ng/ml三碘甲状腺原氨酸、100nM地塞米松和1μg/ml催乳素的完全生长培养基喂养细胞。在24h后,从完全诱导培养基中除去血清。对于3D培养,分离的干细胞经胰蛋白酶处理,并且在Matrigel、透明质酸或超低粘附表面培养板中培养6天,并且通过添加补充有10ng/ml上皮生长因子和5μg/ml胰岛素的生长培养基而被诱导以进行分化和泌乳。在汇合时,用补充有2%胎牛血清、1%青霉素-链霉素(100U/ml青霉素、100ug/ml链霉素)和5μg/ml胰岛素的生长培养基喂养细胞48h。为了诱导分化,用包含5μg/ml胰岛素、1μg/ml氢化可的松、0.65ng/ml三碘甲状腺原氨酸、100nM地塞米松和1μg/ml催乳素的完全生长培养基喂养细胞。在24h后,从完全诱导培养基中除去血清。
参见,例如,Huynh等人1991.Exp Cell Res.197(2):191-199;Gibson等人1991,InVitro Cell Dev Biol Anim.27(7):585-594;Blatchford等人1999;Animal CellTechnology:Basic&Applied Aspects,Springer,Dordrecht.141-145;Williams等人2009,Breast Cancer Res,11(3):26-43;和Arevalo等人2015,Am J Physiol Cell Physiol.310(5):C348-C356;其各自都通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。
实施例3:使用CRISPR-Cas核酸内切酶工程化乳腺细胞
此实施例说明了如本公开内容中所述用于CRISPR-Cas工程化乳腺细胞或乳腺样细胞的方法。
为了将Cas9从DNA剪刀转变成基因激活因子,需要破坏其核酸酶活性。Cas9的两个核酸酶结构域RuvC和HNH结构域在若干类型的核酸酶之间是保守的,并且各自负责在结合时切割DNA的一条链。与dCas9融合的一种类型的效应物是转录激活因子。存在不同形式的这些dCas9-激活因子融合物。在真核细胞中,第一代的dCas9激活因子由与p65的激活结构域或VP64激活因子(简单疱疹病毒VP16转录激活因子结构域的工程化四聚体)融合的dCas9组成。已有若干改善用于第二代CRISPRa的直接融合设计的尝试。
可以使用称为协同激活介质(SAM)系统的方法,如Konermann等人所述,名称“Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9complex,”Nature(2015),517(7536):583-588,其通过援引以其全文并入本文中用于所有目的。SAM系统利用多种转录激活因子来产生协同效果。此工具利用第一代版本的dCas9-VP64,其中附加的特征被工程化到sgRNA中以增强激活因子募集。此sgRNA包含来自MS2噬菌体的RNA发夹的两个拷贝,其与RNA结合蛋白质(RBP)MCP(MS2外壳蛋白)相互作用。
β-酪蛋白CRISPR激活质粒是设计为特异性上调基因表达的协同激活介质(SAM)转录激活系统。此质粒由1:1:1质量比的三种质粒组成:编码融合至反向激活结构域VP64的灭活的Cas9(dCas9)核酸酶(D10A和N863A)和杀稻瘟菌素抗性基因的质粒;编码MS2-p65-HSF1融合蛋白和潮霉素抗性基因的质粒;编码融合至两个MS2RNA适体的靶特异性20个核苷酸(nt)指导RNA和嘌呤霉素抗性基因的质粒。所得SAM复合物与转录起始位点上游约200-250nt的位点特异性区域结合并且提供对转录因子的稳健募集以进行高效基因激活。
通过针对不同尺寸的孔或培养皿成比例地调整细胞和试剂量而将β-酪蛋白CRISPR激活质粒瞬时转染到乳腺细胞系中。将每个质粒0.5–5转染试剂浓度引入含有转染试剂的每个孔中。在转染后,通过抗生素选择来选择稳定激活的克隆。基因激活效率通过WB、IF或IHC利用β-酪蛋白抗体进行测定。
实施例4:产生乳腺样细胞的方法
此实施例说明了如本公开内容中所述的产生乳腺细胞或乳腺样细胞的方法。
通过用编码Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc的病毒载体重编程使哺乳动物细胞诱导多能性。然后,在Mammocult培养基(可从Stem Cell Technologies获得)中培养,或在乳腺细胞富集培养基(DMEM、3%FBS、雌激素、孕酮、肝素、氢化可的松、胰岛素、EGF)中培养所得重编程的细胞而使它们成为乳腺样,从其可以诱导选定的乳成分的表达。或者,通过利用重塑系统例如CRISPR/Cas9进行表观遗传学重塑,从而激活选定的目标基因例如酪蛋白、α-乳白蛋白成为组成型活化的,以允许它们各自的蛋白质的表达。
实施例5:培养细胞的方法
此实施例说明了如本公开内容中所述细胞培养的方法。
完全生长培养基包含高葡萄糖DMEM/F12、10%FBS、1%NEAA、1%青霉素/链霉素、1%ITS-X、1%L-Glu、10ng/ml EGF和5μg/ml氢化可的松。完全泌乳培养基包含高葡萄糖DMEM/F12、1%NEAA、1%青霉素/链霉素、1%ITS-X、1%L-Glu、10ng/ml EGF、5μg/ml氢化可的松和1μg/ml催乳素(5ug/ml,Hyunh 1991)。细胞以20,000个细胞/cm2的密度接种在胶原蛋白包覆的瓶上的完全生长培养基中,并且在完全生长培养基中粘附并扩增48小时,其后将该培养基更换为完全泌乳培养基。当暴露于泌乳培养基时,细胞就开始分化并且停止生长。在约一周内,细胞开始将泌乳产物例如乳脂质、乳糖、酪蛋白和乳清分泌到分泌培养基中。所需浓度的泌乳培养基可以通过超滤浓缩或稀释来实现。泌乳培养基的所需盐平衡可以通过透析实现,例如,从培养基中去除不期望的代谢产物。所用的激素和其他生长因子可以通过树脂纯化,例如使用镍树脂来除去His-标签的生长因子,进行选择型提取,以进一步降低泌乳产品中污染物的水平。
实施例6:细胞产生的营养组合物
此实施例提供了从体外培养乳腺上皮细胞或乳腺样细胞获得的组合物的非限制性实例。在此实施例中以下说明的组合物(例如液体组合物)基本上不含免疫球蛋白,基本上不含全细胞或基本上不含细菌微生物。
在非限制性实例中,从牛乳腺上皮细胞或牛乳腺样细胞获得的组合物(例如液体组合物)可以包含以重量计约40%至约90%水、约0.1%至约10%乳糖、约0.1%至约10%蛋白质、至多约60%脂肪和约0.1%至约3%矿物质。例如,如本文所述从体外培养牛乳腺细胞获得的本公开内容的组合物(例如液体组合物)可以包含如表1中所列的至少一种原料或成分。
表1.任选地补充有附加成分的从牛乳腺细胞可获得的非限制性实例组合物。
在另一非限制性实例中,从人乳腺细胞或人乳腺样细胞获得的组合物(例如液体组合物)可以包含以重量计约40%至约90%水、约0.1%至约30%乳糖、约0.1%至约8%蛋白质、约0.1%至约10%脂肪和约0.1%至约3%矿物质。例如,如本文所述从体外培养人乳腺细胞获得的本公开内容的组合物(例如液体组合物)可以包含如表2中所列的至少一种原料或成分。
表2.任选地补充有附加成分的从人乳腺细胞可获得的非限制性实例组合物。
实施例6:使用CRISPR/Cas来敲入外源性核酸
此实施例说明如本公开内容中所述用于敲入外源性核酸的对乳腺细胞或乳腺样细胞进行CRISPR/Cas9工程化的方法。在一些情况中,外源性核酸可以是调控区例如增强子、启动子、沉默子、绝缘子或操纵子。在一些情况中,外源性核酸包含启动子,其中启动子可以是诱导型启动子(例如图4中所述的诱导型启动子系统)。在一些情况中,通过本文所述的CRISPR/Cas被敲入乳腺细胞或乳腺样细胞中的外源性核酸可以编码本文所述的任一种基因。在一些情况中,外源性核酸可以编码外源性基因。例如,外源性核酸可以编码以下外源性基因中的任一种:糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、TBX3、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3、倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松或曲安西龙。
编码CRISPR/Cas9的组分(例如gRNA、要被敲入的外源性核酸或Cas9)的至少一种载体被引入乳腺细胞或乳腺样细胞中。Cas9进行定点消化,以在由gRNA靶向的精确位置处剪切乳腺细胞或乳腺样细胞的染色体。染色体中的断裂随后通过将外源性核酸插入染色体中进行修复,由此敲入包含外源性调控区或外源性基因的外源性核酸。
可以通过基于核酸的检测技术进行测量源于敲入的外源性调控区或敲入的外源性基因的基因表达,以检测由敲入的外源性调控区调节的mRNA,或敲入的外源性基因的mRNA。在实例中,基于核酸的检测技术可以包括定量聚合酶链反应(qPCR)、凝胶电泳、免疫化学、原位杂交例如原位杂交荧光法(FISH)、细胞化学或下一代测序。在一些实施方案中,基于核酸的检测技术可以包括TaqManTMqPCR,其涉及使用特异性引物对的核酸扩增反应,以及扩增的核酸与对靶核酸特异性的可水解性探针的杂交。在一些情形中,基于核酸的检测技术可以包括杂交和/或扩增测定,例如Southern或Northern分析、聚合酶链反应分析和探针阵列。在一些实施方案中,可以通过多肽检测技术进行测量源于敲入的外源性调控区或敲入的外源性基因的基因表达,以检测由敲入的外源性调控区调节的基因编码的多肽,或由敲入的外源性基因编码的多肽。在实例中,多肽检测技术可以包括电泳、毛细管电泳、高效液相色谱(HPLC)、薄层色谱(TLC)、超扩散色谱等;或各种免疫学方法例如流体或凝胶沉淀反应、免疫扩散(单向或双向)、免疫电泳、放射免疫分析(RIA)、酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫荧光测定或蛋白质印迹法。
在一些实施方案中,可以针对敲入的外源性基因的表达水平筛选CRISPR/Cas9工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞,其中然后可以克隆和增殖乳腺细胞或乳腺样细胞。例如,可以针对胰岛素的表达筛选包含编码胰岛素的敲入的外源性核酸的乳腺细胞或乳腺样细胞。如本文所述的核酸检测或多肽检测技术测定的,表达足够的或升高的胰岛素的乳腺细胞或乳腺样细胞可以随后被克隆、扩增并储存直至这些细胞用于生产本文所述的组合物。
实施例7.使用CRISPR/Cas9或Cas 12敲除内源性基因
此实施例说明了在乳腺细胞或乳腺样细胞中CRISPR/Cas例如Cas9或Cas12敲除内源性基因的方法。在一些实施方案中,内源性基因可以是本文所述的任一种基因。在一些实施方案中,内源性基因可以是本文所述的酪蛋白中的任一种。在一些实施方案中,内源性基因可以是本文所述的过敏原。在一些情况中,内源性基因可以是参与乳糖合成的基因(例如LALBA)。
编码CRISPR/Cas9或Cas12的组分(例如gRNA、Cas9或Cas12)的至少一种载体被引入乳腺细胞或乳腺样细胞中。Cas9或Cas12进行位点导向的消化,从而在由gRNA靶向的精确位置处剪切乳腺细胞或乳腺样细胞的染色体。染色体中的断裂敲除内源性基因的表达。
可以通过本文所述的任何基于核酸的检测技术进行测量敲除的内源性基因的基因表达,以检测敲除的内源性基因的mRNA,或通过多肽检测技术来检测由敲除的内源性基因编码的多肽。
在一些实施方案中,可以针对敲除的内源性基因的表达水平筛选CRISPR/Cas9工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞,其中然后可以克隆和增殖乳腺细胞或乳腺样细胞。例如,包可以针对过敏原的表达筛选含过敏原的敲除的内源性基因的乳腺细胞或乳腺样细胞。如本文所述的核酸检测或多肽检测技术测定的,表现出抑制或无表达的过敏原的乳腺细胞或乳腺样细胞可以随后被克隆、扩增并储存直至这些细胞用于生产本文所述的组合物。
实施例8.使用CRISPR/Cas敲低内源性基因上的转录物
此实施例说明了在乳腺细胞或乳腺样细胞中CRISPR/Cas例如Cas13敲低内源性基因的表达水平的方法。在一些实施方案中,内源性基因可以是本文所述的任一种基因。在一些实施方案中,内源性基因可以是本文所述的酪蛋白中的任一种。在一些实施方案中,内源性基因可以是本文所述的过敏原。在一些情况中,内源性基因可以是参与乳糖合成中的基因(例如LALBA)。
编码CRISPR/Cas13的组分(例如gRNA或Cas13)的至少一种载体被引入乳腺细胞或乳腺样细胞中。由gRNA指导的Cas13对内源性基因的靶向转录物发挥RNase活性,从而敲低内源性基因的基因表达。可以通过本文所述的任何基于核酸的检测技术测量敲低的内源性基因的基因表达,以检测敲低的内源性基因的mRNA,或通过多肽检测技术来检测由敲除的内源性基因编码的多肽。
在一些情况中,至少一种载体编码与表观遗传学修饰因子融合的Cas9或Cas12的灭活版本。灭活的Cas和表观遗传学修饰因子的融合可以通过对内源性基因的调控区施加表观遗传学修饰而敲低内源性基因的基因表达。
在一些实施方案中,可以针对敲低的内源性基因的表达水平筛选CRISPR/Cas工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞,其中然后可以克隆和增殖乳腺细胞或乳腺样细胞。例如,可以针对过敏原的表达筛选包含过敏原的敲低的内源性基因的乳腺细胞或乳腺样细胞。如根据本文所述的核酸检测或多肽检测技术测定的,表现出受抑制或无表达的过敏原的乳腺细胞或乳腺样细胞可以随后被克隆、扩增并储存直至这些细胞用于生产本文所述的组合物。
实施例9.失活的Cas调节基因表达
此实施例说明了如本公开内容中所述CRISPR-Cas工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞以调节基因表达的方法。在一些情况中,Cas可以是灭活的Cas,其中Cas的核酸酶活性被灭活或消除。灭活的Cas例如灭活的Cas9可以融合至效应物,其中gRNA与灭活的Cas复合可以随后将效应物定向至染色体的靶区域以调节基因表达。在一些实施方案中,靶区域可以是本文所述的调控区。在一些情况中,靶区域可以是编码本文所述的任一种基因的核酸序列。在一些情形中,效应物可以是转录激活因子(例如VP16、VP64或p65)。在一些实施方案中,效应物可以是转录抑制剂,包括KRAB、EnR、SID等。
在一些实施方案中,效应物可以是表观遗传学修饰因子以重塑表观基因组,该表观基因组介导所选的目标基因的表达。在一些情况中,表观遗传学修饰因子可以包括甲基转移酶、脱甲基酶、歧化酶、烷基化酶、脱嘌呤酶、氧化酶、光解酶、整合酶、转座酶、重组酶、聚合酶、连接酶、解旋酶、糖基化酶、乙酰基转移酶、脱乙酰基酶、激酶、磷酸酶、泛素激活酶、泛素缀合酶、泛素连接酶、脱泛素酶、腺苷酸形成酶、AMPylator、de-AMPylator、SUMOylating酶、deSUMOylating酶、核糖基化酶、脱核糖基化酶、N-肉豆蔻酰转移酶、染色质重塑酶、蛋白酶、氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合酶、合成酶或脱肉豆蔻酰酶。在一些情形中,表观遗传学修饰因子选自p300、TET1、LSD1、HDAC1、HDAC8、HDAC4、HDAC11、HDT1、SIRT3、HST2、CobB、SIRT5、SIR2A、SIRT6、NUE、vSET、SUV39H1、DIM5、KYP、SUVR4、Set4、Set1、SETD8和TgSET8。可以进行表观遗传学修饰以提高所选的目标基因例如酪蛋白或a-乳白蛋白的表达。在一些情况中,可以进行表观遗传学重塑以降低已经鉴定为过敏原(例如酪蛋白)的所选基因的表达。
实施例10.表达CRISPR/Cas的乳腺细胞或乳腺样细胞
此实施例说明如本公开内容中所述产生表现出Cas活性的乳腺细胞或乳腺样细胞的方法。在一些情况中,可以提供任何形式的本文所述的Cas。例如,可以提供例如单独Cas蛋白质或与指导核酸复合的蛋白质的形式的Cas蛋白质。可以提供编码Cas蛋白质的核酸形式的Cas蛋白质。在一些实施方案中,编码Cas蛋白质的核酸可以被稳定地整合到乳腺细胞或乳腺样细胞的基因组中。在一些情况中,编码Cas蛋白质的核酸可以是未被整合到乳腺细胞或乳腺样细胞的基因组中的构建体。在乳腺细胞或乳腺样细胞中,编码Cas蛋白质的核酸可以被可操作地连接到活性启动子。编码Cas蛋白质的核酸可以被可操作地连接到表达构建体中的启动子。
在一些实施方案中,本文所述的乳腺细胞或乳腺样细胞可以被工程化为表达Cas活性,其中可以通过后续引入靶向调控区或本文所述的任一种基因的gRNA诱导这些细胞的基因修饰。在这种布置中,可以在引入基因修饰之前持续地储存并扩增工程化成表达Cas活性的乳腺细胞或乳腺样细胞。
本文所述的每个值范围都包括范围的所有组合和子组合以及其中包含的具体值。本说明书中提到的所有出版物和专利申请都通过引用以与在本文中描述一致的程度并入本文中用于所有目的,就如同每件单独的出版物或专利申请被明确地并单独地指出通过引用并入用于所有目的。
以上详细描述已经通过使用框图、流程图和/或实施例阐述装置和/或方法的各种实施方案。关于这种框图、流程图和/或实施例包括一个或多个功能和/或操作,本领域技术人员将理解这种框图、流程图和/或实施例内的每个功能和/或操作可以通过广泛范围的硬件、软件、固件或几乎其任何组合单独地和/或共同地实施。
本文所述的组分(例如步骤)、设备和物质以及伴随其的描述用作实例以便澄清概念,并且利用本文中提供的公开内容所作的各种配置修改都在本领域普通技术内。因此,如本文所用的,阐述的具体实施例和附带说明意在代表它们更概括的类别。通常,本文中使用任何具体的实例还意在代表其类别,并且在本文中不包含这种具体的组分(例如步骤)、设备和物质不应被视为表明意在限制。
关于本文中使用的基本上任何复数或单数术语,读者可以根据上下文或应用适当地从复数翻译成单数或者从单数翻译成复数。出于清楚起见,本文中未明确地阐述各种单数/复数排列。
本文所述的主题有时说明包含在不同的其他组分内或连接至不同的其他组分的不同组分。应理解,如此描述的构造仅是示例,并且实际上还可以实施许多其他构造达到相同的功能。在概念含义上,实现相同的功能的组分的任何布置是有效地“相关”,从而实现所需功能。因此,本文中为了实现特定的功能而组合的任何两种组分可以被视为彼此“相关”的,从而实现期望的功能,无关于构造或中间组分。
虽然已经显示和描述了本文所述的主题的具体方面,基于本文的教导,对于本领域人员而言显然,在不脱离本文所述的此主题及其更宽的方面的情况下可以做出改变和修改,因此,所附权利要求书应将所有这些改变和修改都涵盖在其范围内,如同在本文所述的此主题的真实精神和范围内。此外,应理解,本发明仅受所附权利要求书限定。一般而言,本文中尤其所附权利要求书(例如所附权利要求书书正文)中使用的术语通常意在“开放式”术语(例如术语“包括”、“包含”、或“含有”可以被解释为“包括但不限于”,术语“具有”可以被解释为“具有至少”)。如果意在引入特定数量的权利要求陈述项,在权利要求中将明确地陈述这种意图,并且在不存在这种陈述的情况下,则不存在这种意思。例如,为了有助于理解,以下所附权利要求可以包含使用引导语“至少一种”和“一种或多种”来引导权利要求陈述。但是,这种引导语的使用不可以被解释为暗示由不定冠词“一种”或“一个”引导权利要求陈述将包含这种引导的权利要求陈述的任何特定权利要求限制于包含仅一个这种陈述项的发明,即使当相同的权利要求包含引导语“一种或多种”或“至少一种”和不定冠词例如“一种”或“一”(例如“一种”和/或“一”可以被解释为意指“至少一种”或“一种或多种”);对于用于引导权利要求陈述的定冠词也是如此。此外,即使明确地陈述了引导权利要求陈述项的具体数量,本领域技术人员将认识到这种陈述可以被解释为意指至少陈述项的数量(例如简单陈述“两个陈述项”而没有其他修饰词,可以意指至少两个陈述项或者两个或更多个陈述项)。此外,在使用与“A、B和C等中的至少一种”类似的常用语的情况中,本领域技术人员可以理解该常用语(例如“具有A、B和C中的至少一种的组合物”可以包括但不限于,具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起,和/或A、B和C一起等的组合物)。在使用与“A、B或C”类似的常用语的情况中,本领域技术人员可以理解该常用语(例如“具有A、B或C的组合物”可以包括但不限于,具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起,和/或A、B和C一起等的组合物)。
本文所述的方面描绘不同的组分包含在不同的其他组分内或连接于不同的其他组分。应理解,如此描述的液体组合物仅是示例性,并且实际上可以实施许多其他液体组合物实现相同或相似的功能。在概念意义上,实现相同或相似功能的组分的任何布置是有效“相关”的,从而实现期望的功能。
虽然已经示出并在本文描述了本发明的优选实施方案,但是对本领域技术人员而言,仅通过举例的方式来提供这样的实施方案将是显而易见的。本发明旨在不限于说明书内提供的具体实施例。虽然已经参考以上说明描述了本发明,但是对本文中实施方案的描述和说明并非意在以限制性含义进行解释。在不脱离本发明的情况下,本领域技术人员现在可想到许多变型、改变和替代。此外,应理解,本发明的所有方面不限于本文中根据各种条件和变量陈述的具体的描述、配置或相对比例。应当理解,在实践本发明时可以采用本文所述的本发明实施例的各种替代方案。因此,考虑到本发明还将覆盖任何此类替代、修改、改变或等同方案。所附权利要求旨在限定本发明内容的范围,并且由此覆盖这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。
Claims (100)
1.一种产生工程化的细胞的方法,所述方法包括:
(a)提供非乳腺成体干细胞或其衍生物;和
(b)使所述非乳腺成体干细胞或所述其衍生物经受足以产生表现出乳腺细胞系(例如,乳腺上皮细胞系,如乳腺上皮管腔细胞系或乳腺基底细胞系)的细胞的一种或多种特征的所述工程化的细胞的条件。
2.一种产生工程化的细胞的方法,所述方法包括:
(a)提供非乳腺成体干细胞或其衍生物;和
(b)使所述非乳腺成体干细胞或所述其衍生物经受足以产生能够泌乳的所述工程化的细胞的条件。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法,其中(b)在体外进行。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述工程化的细胞能够产生乳成分(例如,包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其组合)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中所述非乳腺成体干细胞是间充质干细胞。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中(b)包括:使所述非乳腺成体干细胞或所述其衍生物与包含基因调节部分的异源性多肽接触,其中所述基因调节部分被配置为调节所述非乳腺成体干细胞或所述其衍生物的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达,从而实现与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞相比所述工程化的细胞中所述靶基因、所述靶转录物或所述靶蛋白质的改良的表达谱(例如,上调的表达或下调的表达)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述靶基因、所述靶转录物或所述靶蛋白质与乳成分(例如,包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其组合)的产量相关。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其中所述靶基因、所述靶转录物或所述靶蛋白质是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。
9.根据权利要求4或7所述的方法,其中所述乳成分是选自以下各项的乳蛋白质:酪蛋白(例如,αS1/S2酪蛋白、β酪蛋白、κ酪蛋白或其组合)、乳清蛋白质、乳铁蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、咕啉结合蛋白、骨桥蛋白、白蛋白(例如,α-乳白蛋白)、补体成分(例如,C3、C4或其组合)及其组合。
10.根据权利要求9所述的方法,其中调节所述乳蛋白质的产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4及其组合。
11.根据权利要求4或7所述的方法,其中所述乳成分是选自以下各项的乳碳水化合物:2’-岩藻糖基乳糖、3-岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖-N-四糖(DFLNT)、二岩藻糖基乳糖-N-六糖、岩藻糖基乳糖-N-六糖(FLNH)、乳糖-N-岩藻五糖(LNFP)I、LNFPII、LNFPIII、3’-唾液乳糖、6’-唾液乳糖、二唾液乳糖-N-六糖(DSLNH)、二唾液乳糖-N-四糖(DSLNT)、岩藻糖二唾液乳糖-N-六糖(FDSLNH)、唾液酸-乳糖-N-四糖b(LSTb)和唾液酸-乳糖-N-四糖c(LSTc)、乳糖-N-六糖、乳糖-N-新四糖(LNnT)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖及其组合。
12.根据权利要求11所述的方法,其中调节所述乳碳水化合物的产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:LALBA、半乳糖基转移酶B4GALT1、半乳糖基转移酶B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。
13.根据权利要求4或7所述的方法,其中所述改良的表达谱包括降解乳糖的基因或转录物的上调的表达。
14.根据权利要求所述的方法13,其中降解所述乳糖的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:Lac操纵子、乳糖酶和糖苷酶。
15.根据权利要求4或7所述的方法,其中所述乳成分是乳脂肪。
16.根据权利要求15所述的方法,其中调节所述乳脂肪的产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8及其组合。
17.根据权利要求4或7所述的方法,其中所述乳成分是选自以下各项的乳脂质:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸、癸酸及其组合。
18.根据权利要求17所述的方法,其中调节所述乳脂质的产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8及其组合。
19.根据权利要求6所述的方法,其中所述靶基因、所述靶转录物或所述靶蛋白质是调节对激素或信号因子的细胞应答的基因或转录物。
20.根据权利要求19所述的方法,其中调节所述细胞应答的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:USF、GATA-1、GATA-2、GATA-3c-Myc:Max、ATF、USF、CREB、TATA、SREBP-1、Arnt、USF、Tal-1β、NRF-2、FOXD3、HNF-3β、v-Myb、FOXJ2、FOXO1、Evi-1、FOXO4、ARP-1、Staf、NF-κB、肌细胞生成素、AML-1a、Elk-1 Oct-1、Tax/CREB、HNF-1、AP-1、Ahr、Bach1、RP58、AREB6、NKX3A、XFD-1、δEF1、多聚A下游元件、Pax-4、Sox-5、Sox-9、Zic3、E47、LPL、AGPAT6、CD36、SCD、GPAM、BTN1A1、ACACA、ACSL1、LPIN1、FASN、FABP3、AGPAT6、SREBP1、INSR、PRLR、EGFR及其组合。
21.根据权利要求6-20中任一项所述的方法,其中所述改良的表达谱是乳腺细胞系的特性。
22.根据权利要求21所述的方法,其中所述改良的表达谱包括选自以下各项的基因、转录物或蛋白质的改良的表达谱(例如,上调的表达或下调的表达):EpCAM、CD14、CD29、CD49b、CD49f、CD61、Sca1、Prominin、ALDEFLUOR、CK14、CK18及其组合。
23.根据权利要求21或22所述的方法,其中所述工程化的细胞表现出指示所述乳腺细胞系的细胞形态学。
24.根据权利要求6-23中任一项所述的方法,其中所述基因调节部分是多核苷酸指导的基因调节部分。
25.根据权利要求6-24中任一项所述的方法,其中所述基因调节部分是核酸内切酶。
26.根据权利要求25所述的方法,其中所述核酸内切酶是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶(例如选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其修饰形式及其组合)。
27.根据权利要求6-26中任一项所述的方法,其中(b)进一步包括使所述非乳腺成体干细胞或所述其衍生物与异源性多核苷酸接触,所述异源性多核苷酸被配置为结合所述靶基因或所述靶转录物的至少一部分。
28.根据权利要求1-27中任一项所述的方法,其中所述工程化的细胞被配置为应答于激素或信号因子而产生乳成分(例如,包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其组合)。
29.根据权利要求1-28中任一项所述的方法,进一步包括:使所述非乳腺成体干细胞或所述其衍生物与外源性多核苷酸接触,所述外源性多核苷酸(1)包含诱导型启动子序列(例如,被配置为由物质激活)并且(2)编码激素或信号因子。
30.根据权利要求1-29中任一项所述的方法,其中所述工程化的细胞与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞相比具有改变的(例如增强的或减弱的)对激素或信号因子的应答。
31.根据权利要求19-20和28-30中任一项所述的方法,其中所述激素或所述信号因子选自:糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、T-框蛋白3(TBX3)、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3及其组合。
32.根据权利要求31所述的方法,其中所述糖皮质激素包括倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙或其组合。
33.一种包含工程化的非乳腺成体干细胞的组合物,所述工程化的非乳腺成体干细胞表现出与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞的表达谱不同的改良的表达谱(例如,上调的表达或下调的表达),其中所述工程化的非乳腺成体干细胞被配置成分化为表现出乳腺细胞系(例如,乳腺上皮细胞系,如乳腺上皮管腔细胞系或乳腺基底细胞系)的细胞的一种或多种特征的工程化的细胞。
34.一种包含工程化的非乳腺成体干细胞的组合物,所述工程化的非乳腺成体干细胞表现出与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞的表达谱不同的改良的表达谱(例如,上调的表达或下调的表达),其中所述工程化的非乳腺成体干细胞被配置成分化为能够泌乳的工程化的细胞。
35.根据权利要求33或34所述的组合物,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞被配置为产生乳成分(例如,包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其组合)。
36.根据权利要求33-35中任一项所述的组合物,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞是工程化的间充质干细胞。
37.根据权利要求33-36中任一项所述的组合物,其中所述对应的非工程化的非乳腺成体干细胞是对应的非工程化的间充质干细胞。
38.根据权利要求33-37中任一项所述的组合物,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞或其祖先细胞已经与异源性多肽接触,所述异源性多肽包含基因调节部分。
39.根据权利要求38所述的组合物,其中所述基因调节部分是多核苷酸指导的基因调节部分。
40.根据权利要求38或39所述的组合物,其中所述基因调节部分是核酸内切酶。
41.根据权利要求40所述的组合物,其中所述核酸内切酶是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶(例如选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其修饰形式及其组合)。
42.根据权利要求38-41中任一项所述的组合物,其中所述基因调节部分被配置成调节所述工程化的非乳腺成体干细胞的靶基因、靶转录物或靶蛋白质的表达。
43.根据权利要求42所述的组合物,其中所述靶基因、所述靶转录物或所述靶蛋白质与乳成分(例如包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其组合)的产量相关。
44.根据权利要求42或43所述的组合物,其中所述靶基因、所述靶转录物或所述靶蛋白质选自选自以下各项的基因、转录物或蛋白质:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GPD1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8、mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4、半乳糖基转移酶、B4GALT1、B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺转移酶、糖基转移酶及其组合。
45.根据权利要求35或43所述的组合物,其中所述乳成分是选自以下各项的乳蛋白质:酪蛋白(例如,αS1/S2酪蛋白、β酪蛋白、κ酪蛋白或其组合)、乳清蛋白质、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、咕啉结合蛋白、骨桥蛋白、白蛋白、补体C3、补体C4及其组合。
46.根据权利要求45所述的组合物,其中调节所述乳蛋白质的所述产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:mTORC1、CASTOR1、GATOR1、GATOR2、RRAGA/B、RHEB、TSC2、PIK3C3、EAAT3、CAT1、4F2hc、LAT1、ASCT2、AMPK、STK11、SIRT1、ARNTL、CLOCK、NAMPT、CRY、PER1、CSN1、CSN2、CSN3、LALBA、LTF、LYZ、LPO、TC-1、SPP1、ABL、C3、C4及其组合。
47.根据权利要求35或43所述的组合物,其中所述乳成分是选自以下各项的乳碳水化合物:2’-岩藻糖基乳糖、3-岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖-N-四糖(DFLNT)、二岩藻糖基乳糖-N-六糖、岩藻糖基乳糖-N-六糖(FLNH)、乳糖-N-岩藻五糖(LNFP)I、LNFPII、LNFPIII、3′-唾液乳糖、6′-唾液乳糖、二唾液乳糖-N-六糖(DSLNH)、二唾液乳糖-N-四糖(DSLNT)、岩藻糖二唾液乳糖-N-六糖(FDSLNH)、唾液酸-乳糖-N-四糖b(LSTb)和唾液酸-乳糖-N-四糖c(LSTc)、乳糖-N-六糖、乳糖-N-新四糖(LNnT)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖及其组合。
48.根据权利要求47所述的组合物,其中调节所述乳碳水化合物的产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:LALBA、半乳糖基转移酶B4GALT1、半乳糖基转移酶B4GALT2、LGALS1、LGALS2、LGALS3、LGALS8、LGALS9、LGALS12、LGALS13、LGALS14、LGALS16、LCT、GLUT1、FUT1、FUT2、FUT3、FUT4、FUT5、FUT6、FUT7、FUT8、FUT9、唾液酸转移酶、GALM、GLTP、LGALSL、N-乙酰葡糖胺基转移酶、糖基转移酶及其组合。
49.根据权利要求35或43所述的组合物,其中所述改良的表达谱包括降解乳糖的基因或转录物的上调的表达。
50.根据权利要求49所述的组合物,其中降解乳糖的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:Lac操纵子、乳糖酶和糖苷酶。
51.根据权利要求35或43所述的组合物,其中所述乳成分是选自以下各项的乳脂肪:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸、癸酸及其组合。
52.根据权利要求51所述的组合物,其中调节所述乳脂肪的产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8及其组合。
53.根据权利要求35或43所述的组合物,其中所述乳成分是选自以下各项的乳脂质:棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、α-亚油酸、异油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸、γ-亚油酸、二十碳二烯酸、二高-γ-亚油酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、肾上腺酸、asbond酸、二十四碳四烯酸、二十四碳五烯酸、十六碳三烯酸、硬脂四烯酸、二十碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十四碳五烯酸、二十四碳六烯酸、瘤胃酸、辛酸、癸酸及其组合。
54.根据权利要求53所述的组合物,其中调节所述乳脂质的产量的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:CIDEA、XDH、C/EBPβ、HDAC、DGAT1、DGAT2、酰基-CoA:胆固醇酰基转移酶、AKT1、S14、LPL、BTN/BTN1A1、ADFP、ACACA/B、FASN、ACLY、S-酰基脂肪酸合成酶硫酯酶、中链/OLAH、ACOT、SCD、ELOVL、FADS、ACSS、ACSL、GDP1L、GK5、DGKA、GPAM、AGPAT1、LPIN1、LPIN2、SLC27A、FABP、ABCG2、FDFT1、SC4MOL、SC5DL、IDI1、MVD、CH25H、DHCR7、PLIN2、SREBP1、MUC1、MFGE8及其组合。
55.根据权利要求42所述的组合物,其中所述靶基因、所述靶转录物或所述靶蛋白质是调节对激素或信号因子的细胞应答的基因或转录物。
56.根据权利要求55所述的组合物,其中调节所述细胞应答的所述基因或所述转录物是选自以下各项的基因或转录物:USF、GATA-1、GATA-2、GATA-3c-Myc:Max、ATF、USF、CREB、TATA、SREBP-1、Arnt、USF、Tal-1β、NRF-2、FOXD3、HNF-3β、v-Myb、FOXJ2、FOXO1、Evi-1、FOXO4、ARP-1、Staf、NF-κB、肌细胞生成素、AML-1a、Elk-1 Oct-1、Tax/CREB、HNF-1、AP-1、Ahr、Bach1、RP58、AREB6、NKX3A、XFD-1、δEF1、多聚A下游元件、Pax-4、Sox-5、Sox-9、Zic3、E47、LPL、AGPAT6、CD36、SCD、GPAM、BTN1A1、ACACA、ACSL1、LPIN1、FASN、FABP3、AGPAT6、SREBP1、INSR、PRLR、EGFR及其组合。
57.根据权利要求33-56中任一项所述的组合物,其中所述改良的表达谱是所述乳腺细胞系的特征。
58.根据权利要求57所述的组合物,其中所述改良的表达谱包括选自以下各项的基因、转录物或蛋白质的改良的表达谱(例如,上调的表达或下调的表达):EpCAM、CD14、CD29、CD49b、CD49f、CD61、Sca1、Prominin、ALDEFLUOR、CK14、CK18及其组合。
59.根据权利要求57或58所述的组合物,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞表现出指示所述乳腺细胞系的细胞形态学。
60.根据权利要求33-59中任一项所述的组合物,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞被配置为应答于激素或信号因子而产生乳成分。
61.根据权利要求33-60中任一项所述的组合物,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞包含外源性多核苷酸,所述外源性多核苷酸(1)包含诱导型启动子序列(例如,被配置成由物质激活)并且(2)编码激素或信号因子。
62.根据权利要求33-61中任一项所述的组合物,其中所述工程化的非乳腺成体干细胞与对应的非工程化的非乳腺成体干细胞相比具有改变的(例如,增强的或减弱的)对激素或信号因子的应答。
63.根据权利要求55-56和60-62中任一项所述的组合物,其中所述激素或所述信号因子选自:糖皮质激素、胰岛素、运铁蛋白、脱铁运铁蛋白、孕酮、催乳素、乙醇胺、雌激素、成纤维细胞生长因子(FGF)、FGF受体、TBX3、NRG3/ERBB4、Wnt/LEF1、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、核因子κB(NF-κB)、pTHrP、非磷酸化β-连环蛋白、p-p65、RELA、CTNNB1、SMAD3及其组合。
64.根据权利要求63所述的组合物,其中所述糖皮质激素包括倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙或其组合。
65.一种产生乳成分的方法,所述方法包括:
(a)提供包含细胞培养物(例如,包含培养基)的反应容器,所述细胞培养物包含衍生自非乳腺成体干细胞的工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞;以及
(b)使所述细胞培养物经受足以在体外产生所述乳成分的条件。
66.根据权利要求65所述的方法,其中所述乳成分包含乳清蛋白质、酪蛋白、脂质、寡糖或其组合。
67.根据权利要求65或66所述的方法,其中所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞是工程化的产乳细胞。
68.根据权利要求65-67中任一项所述的方法,其中所述非乳腺成体干细胞是间充质干细胞。
69.根据权利要求65-68中任一项所述的方法,其中所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞包含与天然存在的产乳细胞的基因组不同的基因组。
70.根据权利要求65-69中任一项所述的方法,其中所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞已经与异源性多肽接触,所述异源性多肽包含基因调节部分。
71.根据权利要求70所述的方法,其中所述基因调节部分是多核苷酸指导的基因调节部分。
72.根据权利要求70或71所述的方法,其中所述基因调节部分是核酸内切酶。
73.根据权利要求72所述的方法,其中所述核酸内切酶是规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-相关(Cas)的核酸内切酶(例如选自:C2C1、C2C2、C2C3、Cas1、Cas1B、Cas2、Cas3、Cas4、Cas5、Cas5e、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Cas10、Cas10d、Cas 11、Cas12、Cas13、Cas14、CasF、CasG、CasH、CasX、CaxY、Cpf1、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Cse3、Cse4、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、Csf4、其修饰形式及其组合)。
74.根据权利要求65-73中任一项所述的方法,进一步包括从对象(例如哺乳动物(例如,人、非人灵长动物、马、牛、乳牛、水牛、山羊、绵羊、骆驼、象、雪豹、鲸、海豹、猪、狗、小鼠、大鼠或兔))的组织或身体分泌物(例如,包含脂肪组织、肌肉组织、脐带血、骨髓、器官组织、乳腺组织、胚外组织、脐带血、腱、牙周韧带、滑膜、松质骨、骨髓、神经系统、皮肤、骨膜、肌肉、外周血、母乳、或其他体液、或其组合)中分离所述非乳腺成体干细胞。
75.根据权利要求65-74中任一项所述的方法,其中所述细胞培养物包括包含所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的二维细胞培养物、包含所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的三维细胞培养物、或包含所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞的高密度细胞培养物。
76.根据权利要求65-75中任一项所述的方法,其中(b)包括在足以产生所述乳成分的条件下使所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或其衍生物与催乳培养基接触。
77.根据权利要求76所述的方法,其中所述催乳培养基包含能够激活所述工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞或所述其衍生物中的激素或信号因子的表达的物质。
78.根据权利要求76或77所述的方法,其中所述催乳培养基包含能够调节所述工程化的产乳细胞或所述其衍生物对激素或信号因子的细胞应答的物质。
79.根据权利要求65-78中任一项所述的方法,其中(b)包括使用所述细胞培养物产生包含一种或多种颗粒的水性培养基。
80.根据权利要求79所述的方法,其中所述一种或多种颗粒中的颗粒包含由层包围的脂肪。
81.根据权利要求80所述的方法,其中所述层包含乳脂质或脂肪。
82.根据权利要求65-81中任一项所述的方法,其中所述乳成分不包含乳糖。
83.根据权利要求79-82中任一项所述的方法,其中所述一种或多种颗粒被所述层乳化并且分散在所述水性培养基中。
84.根据权利要求65-83中任一项所述的方法,其中所述乳成分包含脂肪、蛋白质(例如,包括酪蛋白、乳清蛋白质、α-乳白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白IgA、溶菌酶和白蛋白或其组合)或碳水化合物或其组合。
85.一种包含乳成分的食品组合物(例如,液体组合物),其中所述乳成分由衍生自非乳腺成体干细胞的一个或多个工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞产生。
86.根据权利要求85所述的组合物,其中所述乳成分由培养基中的所述一个或多个工程化的乳腺细胞或乳腺样细胞产生。
87.根据权利要求85或86所述的组合物,其中所述食品组合物是选自以下各项的乳制品组合物:乳(例如,针对对象(例如人)年龄配制的)、酸奶、奶酪、奶油和黄油。
88.根据权利要求85-87中任一项所述的组合物,其中所述乳成分包含脂肪、蛋白质、碳水化合物或其组合。
89.根据权利要求85-88中任一项所述的组合物,其中所述乳成分包含以重量计约0.1%至约20%(例如,约0.1%至约15%,如约3%至约7%或约1%至约2%)蛋白质。
90.根据权利要求85-89中任一项所述的组合物,其中所述乳成分包含以重量计至多约30%(例如,约0.1%至约30%,如约1%至约5%或约7%至约8%)碳水化合物。
91.根据权利要求90所述的组合物,其中所述乳成分包含以重量计至多约30%乳糖。
92.根据权利要求85-91中任一项所述的组合物,其中所述乳成分包含以重量计至多约60%(例如,至多30%,如约3%至约8%或约3%至约5%)脂肪。
93.根据权利要求85-92中任一项所述的组合物,其中所述乳成分包含以重量计(i)约3%至约8%脂肪、(ii)约1%至约7%蛋白质和(iii)约1%至约7%碳水化合物。
94.根据权利要求85-93中任一项所述的组合物,其中所述食品组合物是无菌的。
95.根据权利要求85-94中任一项所述的组合物,其中所述食品组合物不含乳糖。
96.根据权利要求85-95中任一项所述的组合物,其中所述食品组合物包含(例如,以重量计约0.0005%至约3%,如约0.1%至约3%或约0.1%至约1%)矿物质。
97.根据权利要求85-96中任一项所述的组合物,其中所述食品组合物包含维生素。
98.根据权利要求85-97中任一项所述的组合物,其中所述食品组合物包含氨基酸。
99.根据权利要求85-98中任一项所述的组合物,其中所述食品组合物包含一种或多种益生细菌(例如选自:双歧杆菌属、乳杆菌属、梭菌属、罗尔斯通菌属、葡萄球菌属、链球菌属及其组合)(例如选自:假单胞菌属、葡萄球菌属、链球菌属、伊丽莎白菌属、贪噬菌属、双歧杆菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、寡养单胞菌属、短波单胞菌属、金黄杆菌属、肠杆菌属及其组合)。
100.根据权利要求85-99中任一项所述的组合物,其中所述食品组合物包含抗体(例如,免疫球蛋白IgA)。
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