[發(fā)明專利]一種用于軟骨損傷修復的改良脂肪干細胞

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310015963.4
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103087992A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 付擎昊;康賢通;章戴榮
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州萊德爾生物科技有限公司
• 主分類號: C12N5/10
• 分類號: C12N5/10;C12N15/867;A61L27/38;C12R1/91
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及用基因技術(shù)改造干細胞以提高它的性能及分泌蛋白的表達，并且這種改良后的細胞可以應用于軟骨損傷的修復。

背景技術(shù)

軟骨損傷是比較難以治愈的病變，尤其是淺層性的軟骨損傷。多種原因可以造成軟骨損傷，如外力沖擊、自生免疫性疾病如類風濕性關節(jié)炎、老齡化導致的機體退化等。軟骨的自我修復能力很弱，即使是很小的軟骨缺損也很難愈合。因軟骨組織內(nèi)無血液供應，軟骨內(nèi)基質(zhì)合成活躍度低。但如果傷口深到軟骨下骨層，傷口反而有自我愈合的能力，這是因為軟骨下骨內(nèi)的血液滲透出來形成的血塊附帶有干細胞，其有可能被激活以促進傷口的愈合。在臨床治療中，可通過鉆孔至軟骨下層導致出血或微骨折的方式來治療軟骨缺損。

干細胞是一類具有自我復制與更新能力的多潛能細胞，在一定條件下，可以分化成多種功能細胞。干細胞獨特的性質(zhì)使其成為再生醫(yī)學和疾病治療的研究熱點，理論上干細胞療法可以治療包括軟骨損傷的組織器官損傷疾病。據(jù)美國官方的某個臨床試驗登記網(wǎng)站顯示，與軟骨修復相關的干細胞治療臨床試驗就有上百個。在科研界，針對干細胞應用于軟骨損傷的治療效果也有不少樂觀的報道。

脂肪組織中含有一種具有間充質(zhì)干細胞特性的細胞群體，被稱作脂肪干細胞(adipose-derived?stem?cells，ASC)，這種細胞具有自我更新和分化能力。大量的文獻證實了ASCs不僅能分化成間充質(zhì)細胞如脂肪、軟骨、成骨、肌肉，還能分化成神經(jīng)、血管來源的細胞。過去10年，脂肪干細胞在器官組織損傷的修復應用中逐漸受到重視。自體脂肪干細胞的使用相比其它來源的間充質(zhì)干細胞有較好的安全性，因其來源于自體組織，不會出現(xiàn)排異反應，是理想的移植物。雖然針對于干細胞用于軟骨損傷修復的研究報道較多，但無論是動物試驗還是臨床研究，其治療效果差異很大。可能原因是脂肪干細胞的活性差異所致，治療前的處理方法、來源部位以及伴隨干細胞注射的生長因子的不同均會造成脂肪干細胞的活性差異。

很多關于間充質(zhì)干細胞在組織修復及填充的臨床試驗表明，干細胞主要通過兩種方式發(fā)揮作用：1.分化成目標組織的細胞以替代損傷組織；2.分泌各種生長因子來促進受損部位的修復，包括促進附近干細胞的激活和轉(zhuǎn)化，這個作用方式有時候發(fā)揮的作用更大。有研究表明，某些生長因子即使單獨使用也有促進軟骨自我修復的功能。然而一般情況下，大部分干細胞移植到損傷部位后存活的時間只有1-2周，這表明干細胞發(fā)揮作用的時間是比較短的。如果在這段時間內(nèi)組織的損傷沒有修復，干細胞的治療效果就不能達到。針對這種短效作用的特點，目前臨床試驗上一般采用多次干細胞治療的方式或同時添加生長因子來提高干細胞的治療效果。雖然這些生長因子可以通過注射的方式使用，但是它們的半衰期很短，需要一次性注射量很大或需反復注射來達到理想的作用濃度，這給臨床治療造成不便。考慮讓細胞作為載體使其長期穩(wěn)定表達這些生長因子的方式是比較理想的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于軟骨損傷修復的改良脂肪干細胞。

為了能滿足臨床治療中軟骨修復的要求，脂肪干細胞要具備穩(wěn)定的活性，并能針對性的促進有軟骨修復能力的生長因子和營養(yǎng)因子的分泌。基于大量的相關研究，我們選擇讓細胞表達TGF-β3或BMP4。TGF-β3屬于TGF-β家族，不但能誘導脂肪干細胞成軟骨分化，還能提高生長速度。臨床研究也表明TGF-β3在促進軟骨修復過程中有更多的膠原II和蛋白聚糖產(chǎn)生，作為歸巢效應的誘導因子，TGF-β3還可以促進鄰近的細胞向傷處遷移，同時TGF-β3本身也可以激活損傷部位附近的間充質(zhì)干細胞。BMP4屬于BMP家族蛋白，同時也屬于TGF-β多肽家族，它具有促進脂肪干細胞成軟骨分化的功能。研究表明，在脂肪干細胞成軟骨分化過程中，BMP4具有促進細胞成團并使之具有軟骨細胞形態(tài)的作用。此外BMP4還可以促進軟骨蛋白形成，實現(xiàn)較快的透明狀軟骨修復。

為實現(xiàn)上述目的，通過病毒載體轉(zhuǎn)導的方式改良脂肪干細胞。