[發(fā)明專利]一種非基因修飾光操控雙向調(diào)節(jié)人臍帶間充質(zhì)干細胞增殖的方法

有效

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• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108624554B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曦;楊坤;劉巧;劉京郊
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: C12N5/0775
• 分類號: C12N5/0775;C12N13/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發(fā)明涉及一種非基因修飾光操控雙向調(diào)節(jié)人臍帶間充質(zhì)干細胞增殖的方法，包括：在光波長為400～480nm、光強度為95～105μw/cm²的條件下，通過準直鏡用藍光照射準直鏡下95～105mm處人臍帶間充質(zhì)干細胞85～95min，進行負向調(diào)控；或者通過準直鏡用藍光照射準直鏡下95～105mm處人臍帶間充質(zhì)干細胞115～125min，進行正向調(diào)控。本發(fā)明首次僅通過特定參數(shù)設(shè)置下的藍光照射達到雙向操控人臍帶間充質(zhì)干細胞增殖速度的目的，不需要在干細胞中轉(zhuǎn)入外源基因、不涉及病毒轉(zhuǎn)染載體，不添加任何其它物質(zhì)，更加符合“無創(chuàng)光醫(yī)療”的臨床應(yīng)用需求，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非基因修飾光操控雙向調(diào)節(jié)人臍帶間充質(zhì)干細胞增殖的方法，屬于間充質(zhì)干細胞培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人類許多疾病(如肝臟疾病、血液系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等)都是緣于機體在細胞、組織、器官水平上受到不同原因的損傷導致細胞功能出現(xiàn)異常、缺陷或喪失。目前的常規(guī)藥物治療只能緩解癥狀，很難從組織層面根治疾病；而器官/組織移植治療則面臨著器官來源匱乏、術(shù)后抗排斥治療費用高昂等嚴峻問題。人臍帶間充質(zhì)干細胞(human umbilicalcord-derived mesenchymal stem cells，hUC-MSCs)是指存在于新生兒臍帶組織中的一種多功能干細胞，它能分化成許多種組織細胞，在骨、神經(jīng)、肝臟、心臟等組織工程方面具有廣闊的臨床應(yīng)用前景，有可能從根本上治愈多種疾病。

臍帶間充質(zhì)干細胞在疾病的治療中有巨大的應(yīng)用前景，但要真正實現(xiàn)其在臨床上的應(yīng)用，有許多問題亟待解決，如細胞培養(yǎng)、定向分化、功能重塑及其與機體微環(huán)境的交互作用等。在這些問題中，精準調(diào)控臍帶間充質(zhì)干細胞增殖是其中的核心關(guān)鍵問題。所以，研發(fā)臍帶間充質(zhì)干細胞的有效培養(yǎng)及其操控技術(shù)意義重大且非常迫切。

近年研究顯示，環(huán)境中物理因素(光、力、電、磁、熱等)可以形成局域場效應(yīng)，影響干細胞的命運。在所有影響干細胞的因素中，“光”的操控特征最豐富，如非接觸、精確高效、遠程控制、瞬時開關(guān)等，特別適合應(yīng)用于操控干細胞及后續(xù)臨床治療探索。目前較普遍使用的光操控技術(shù)是通過病毒載體將光敏感離子通道基因(主要是ChR2-GFP或NpHR-GFP)轉(zhuǎn)入干細胞進行后續(xù)調(diào)控。但是，其中的關(guān)鍵要素：“需要病毒轉(zhuǎn)染外源基因”極大地限制了其在疾病臨床治療中的應(yīng)用。在無創(chuàng)光醫(yī)療的科學發(fā)展趨勢中，亟需探索“非基因修飾“類型的光操控手段進行干細胞有效培養(yǎng)。然而，到目前為止，“非基因修飾”類型光操控間充質(zhì)干細胞增殖的應(yīng)用報道非常少。現(xiàn)有應(yīng)用報道中，中國專利文獻CN107541493A(申請?zhí)朇N201711042351.9)提出藍光在影響小鼠神經(jīng)干細胞增殖分化中的應(yīng)用，該專利只報道了針對小鼠神經(jīng)干細胞進行光操控的應(yīng)用研究。人源和鼠源物種差異巨大，更關(guān)鍵的是，臍帶間充質(zhì)干細胞和神經(jīng)干細胞的在自我更新和多向分化潛能性等多方面差異顯著，所以該專利并不適用于人臍帶間充質(zhì)干細胞培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

綜上所述，臍帶間充質(zhì)干細胞在疾病的治療中有巨大的應(yīng)用前景。非基因修飾類型的光操控技術(shù)與現(xiàn)有光操控技術(shù)相比，不需要在干細胞中轉(zhuǎn)入外源基因、不涉及病毒轉(zhuǎn)染載體，更加符合“無創(chuàng)光醫(yī)療”的臨床應(yīng)用需求。然而現(xiàn)有影響臍帶間充質(zhì)干細胞增殖的因素均沒有涉及非基因修飾光操控技術(shù)，不涉及本發(fā)明提供的基于光波長(400-480nm)照射間充質(zhì)干細胞引出的雙向(負向抑制、正向促進)調(diào)節(jié)細胞增殖的技術(shù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非基因修飾光操控雙向調(diào)節(jié)人臍帶間充質(zhì)干細胞增殖的新方法。涉及負向調(diào)節(jié)(抑制)和正向調(diào)節(jié)(促進)間充質(zhì)干細胞增殖兩個技術(shù)方案。

本發(fā)明中第一個技術(shù)方案：非基因修飾光操控負向調(diào)節(jié)(抑制)間充質(zhì)干細胞增殖。在光波長為400～480nm、光強度為95～105μw/cm²的條件下，通過準直鏡用藍光照射準直鏡下95-105mm處人臍帶間充質(zhì)干細胞85～95min，本發(fā)明具體操作步驟如下：