[發明專利]血管細胞外基質水凝膠

有效

• 申請號: 201780011327.0
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN108699522B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·F·巴迪拉克;小喬治·R·菲爾卡納;托馬斯·G·格利森;朱莉·安妮·菲利皮
• 申請（專利權）人: 高等教育聯邦系統-匹茲堡大學
• 主分類號: C12N5/077
• 分類號: C12N5/077;A61K35/12;A61L27/36;A61L27/50;A61L27/52;A61L27/22;A61P35/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 王春偉;劉繼富

本文提供了由血管組織制備ECM凝膠的方法。本文還提供了由血管組織制備的ECM組合物，以及這些組合物的使用方法，例如用于治療動脈瘤，以及用于血管生成或血管再生。

關于聯邦資助的說明

本發明是在國立衛生研究院授予的批準號HL127214和HL109132的政府支持下完成的。政府擁有本發明的一定權利。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年1月13日遞交的美國臨時專利申請第62/278,065號的權益，其整體通過引用并入本文。

本文提供了制備血管ECM材料如凝膠的方法、血管ECM材料以及該血管ECM材料的使用方法，例如用于治療動脈瘤和用于血管形成或血管再生。

升主動脈的自由破裂或剝離是在全世界范圍內每年多達250萬患者中發生的引人關注的臨床問題。這樣的主動脈病變通常是致命的，可以在毫無征兆的情況下發生，而唯一的治療選擇是緊急的主動脈置換。主動脈壁的生物力學減弱通常是由胸主動脈瘤(TAA)的形成引起的。TAA涉及血管中間基質退變，但動脈瘤形成的誘發機制尚基本上未知。此外，目前還沒有已知的對策使主動脈壁缺損的組織再生。血管滋養管的重塑、外膜中的微血管網絡以及血管生成信號靶標的表達降低與TAA相關。

細胞外基質(ECM)生物支架是具有內在生物活性和天然結構特征的組織特異性生物材料。這些性質使他們適合作為用于細胞機制生物發現的三維體外細胞培養基底或作為疾病模型。某些脫細胞組織在多種應用中顯示出治療性組織再生的前景。脫細胞天然組織的發展導致了組織工程支架的產生，該支架保留基底膜蛋白如IV型膠原蛋白、層粘連蛋白和纖連蛋白以提高細胞的黏附性并激活影響細胞分化和再生潛力的信號傳導。滅菌后ECM生物支架內的生長因子保持它們的生物活性形式，這些生長因子包括轉化生長因子β、堿性成纖維細胞生長因子(FGF)、肝細胞生長因子和血管內皮細胞生長因子(VEGF)。此外，ECM生物支架的降解釋放激活生物活性的隱窩防御肽(matricryptic peptide)。ECM生物支架通過生長因子的保留和獨特的基質依從性來指導干細胞分化，這兩者共同構成有利于再生的組織特異性微環境。

發明內容

因此本文提供了由溶解的脈管系統衍生的細胞外基質(ECM)組合物制備水凝膠的方法，該組合物可用作體外細胞培養基底或心血管應用中的組織修復的體內生物材料。血管的細胞外基質(ECM)為包括細胞表型的維持、分化、干細胞的自我更新在內的組織特異性細胞行為提供必要的信號傳導并調節整體組織穩態和功能。本發明涉及一種方法，其中來自血管(例如，在一個方面為豬或人的主動脈外膜)的脫細胞ECM被配制成水凝膠并且可以用作體外細胞培養和體內組織再生的基底。

本文所述的組合物和方法解決了生物材料不足以促進血管生成的問題。在一個方面，本文提供了主動脈壁及其相關的微脈管系統中用于生物學發現的天然生物基底。本文所提供的組合物和方法的益處在于，其比研究市場上的現有產品(例如Matrigel)更能呈現天然的生理機能。所述組合物和方法有助于提供發現生物學的研究產品和作為治療心血管疾病的治療性生物材料的臨床轉化潛力。

本文提供的組合物和方法利用血管的細胞外基質(ECM)作為水凝膠的初始材料，并且在一方面，不包含合成的聚合物組分或細胞。獨特的優勢在于，其可從豬、羊、牛來源獲得。如下所述，血管ECM如主動脈外膜組織需要獨特的來源和配制方法以產生水凝膠。

附圖說明

圖1提供了實施例1的外膜ECM(AdvECM)凝膠制劑的彈性蛋白和I型膠原蛋白的蛋白質印跡分析照片。

圖2：人內皮細胞的增殖。在存在或不存在50μg/mL、100μg/mL和250μg/mL豬外膜ECM消化物的情況下培養細胞12小時。使用基于MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽)的測定法來測定細胞增殖。*表示與僅在基礎培養基條件下培養的細胞(0μg/mL pAdvECM)相比具有顯著性，p0.05。