[發明專利]褪黑素協同細胞外基質生物材料在制備促進間充質干細胞成骨分化藥物中的應用

有效

• 申請號: 201310747944.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103736150A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 龔逸鴻;何帆;曾易;劉小珍;蔣慶
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/54
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

?本發明屬于組織工程修復與再生領域，具體涉及褪黑素協同細胞外基質生物材料在制備促進間充質干細胞成骨分化（Osteogenesis）藥物中的應用及褪黑素協同細胞外基質生物材料在制備治療骨疾病藥物中的應用。

背景技術

干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞，包括胚胎干細胞、間充質干細胞和多能誘導干細胞，可以進一步分化為各種不同的組織，構成各種復雜的機體器官，已被廣泛地應用于再生醫學與組織工程領域。間充質干細胞（mesenchymal?stem?cells，MSCs）在發育、生長、組織器官自體再生、維持體內微環境平衡等方面發揮著重要的作用，由于其具有容易提取、較強的自我更新能力和多向分化能力、較強的免疫抑制效果等特點，已經廣泛應用于再生醫用、基因治療、組織工程、細胞因子替代療法等領域。

骨關節炎，骨損傷，骨創傷是影響人類健康最常見疾患之一。以骨關節炎為例，在超過50歲以上人群中，骨關節炎在導致長期殘疾的疾病中僅次于心血管疾病排名第二，骨關節炎致殘比例在人群中約占2%-6%。根據1994年統計，在美國，骨關節炎的消耗為5億美元，其中一半以上消耗緣于工作能力喪失。骨關節炎較其他疾病更易于影響老年患者的行走、上下樓梯和其他下肢功能。骨關節炎及骨損傷是導致50歲以上人群功能殘疾、造成經濟損失和影響社會發展的主要疾病之一，醫學及臨床急需開發優良的治療骨關節疾病的方法迫在眉睫。

褪黑素是松果體產生的一種吲哚胺類激素，褪黑激素的生物合成受光周期的制約，在剛出生的嬰兒體內也能檢出很少量的褪黑激素，直到三月齡時分泌量才增加，并呈現較明顯的晝夜節律現象，3～5歲幼兒的夜間褪黑激素分泌量最高，青春期分泌量略有下降，以后隨著年齡增大而逐漸下降，到青春期末反而低于幼兒期，到老年時晝夜節律漸趨。多項研究表明，褪黑素可以促進睡眠，調節免疫作用以及抗衰老抗腫瘤等多項功能。同時，褪黑素具有抗氧化抗炎癥的作用，調節細胞內活性氧和一氧化氮誘導酶產生。近幾年褪黑素作用于細胞增殖及分化研究深入，特別是成骨分化研究。最新研究報道指出褪黑素能提高間充質干細胞堿性磷酸酶（ALP）；一些體內研究表明褪黑素在藥理學劑量上能促進小鼠骨密質形成。

褪黑素已被證明通過減少活性氧保護神經系統且能阻止過氧化氫引起的骨髓間充干細胞凋亡。然而，褪黑素協同細胞外基質生物材料促進間充質干細胞成骨分化的潛在保護作用及機制的報道非常少。

發明內容

本發明的發明目的在于公開一種褪黑素的新應用，填補現有技術空白。

褪黑素協同細胞外基質生物材料在制備促進間充質干細胞成骨分化藥物中的應用，所述細胞外基質生物材料的制備步驟為先在普通細胞培養基材上體外培養外源細胞并誘導外源細胞分泌基質，再脫細胞處理；所述外源細胞為骨髓間充質干細胞。

優選的，所述間充質干細胞為骨髓間充質干細胞（MSCs）。種子細胞研究是骨組織工程學的重要內容。理想的骨種子細胞應該具有以下特點：結構比較簡單，是不具有特定機能的原始細胞；取材容易，對機體損傷小；體外培養時增殖力強；自我更新，一定的條件下能向特定的方向分化；穩定表達成骨細胞表型；植入體內后能繼續產生成骨活動；無致瘤性。目前，做為骨組織工程的種子細胞有4種來源：骨、骨外膜、骨髓和骨外組織。比較而言，骨髓間充質干細胞（bone?marrow?derived?mesenchymal?stem?cells，BMSC)是骨髓內存在的一類非造血干細胞，其在體內外具有支持和調控造血的作用，并且在體內可分布于多種組織和器官，并具有多向分化潛能，能夠向成骨系細胞、成纖維系細胞、網狀細胞、脂肪細胞和內皮細胞等分化，是目前應用較廣泛的重要種子細胞之一。

褪黑素協同細胞外基質生物材料在制備治療骨疾病藥物中的應用，其特征在于，所述細胞外基質生物材料的制備步驟為先在普通細胞培養基材上體外培養外源細胞并誘導外源細胞分泌基質，再脫細胞處理；所述外源細胞為骨髓間充質干細胞。

所述骨疾病為骨關節炎癥、骨缺損或骨創傷。

由于細胞外基質(extracellular?matrixc,ECM)，是由動物細胞合成并分泌到胞外、分布在細胞表面或細胞之間的大分子，主要是一些多糖、蛋白或蛋白聚糖。細胞外基質影響細胞的存活、生長與死亡決定細胞的形狀，決定細胞的形狀參與細胞的遷移，它對細胞的形狀、結構、功能、存活、增殖、分化、遷移等一切生命現象具有全面的影響，因而無論在胚胎發育的形態發生、器官形成過程中，或在維持成體結構與功能完善（包括免疫應答及創傷修復等）的一切生理活動中均具有不可忽視的重要作用。