[發明專利]AMPK激活劑在制備改善骨髓間充質干細胞內AMPK信號通路異常產品中的應用

在審

• 申請號: 201910552801.1
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN112126621A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉文佳;張立強
• 申請（專利權）人: 西安組織工程與再生醫學研究所
• 主分類號: C12N5/0775
• 分類號: C12N5/0775;A61K31/155;A61P19/08;A61P19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了AMPK激活劑在制備改善骨髓間充質干細胞內AMPK信號通路異常產品中的應用。體外實驗證實低堿性磷酸酯酶癥患者或ALPL敲除小鼠來源的骨髓間充質干細胞的成骨分化能力異常，信號通路蛋白芯片發現成骨分化能力異常的骨髓間充質干細胞的細胞內AMPK蛋白磷酸化顯著下降，利用AMPK激活劑二甲雙胍作用于成骨分化能力異常的骨髓間充質干細胞，使阻斷的下游通路重新啟動，恢復了成骨分化能力異常的骨髓間充質干細胞的成骨分化特性。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及AMPK激活劑在制備改善骨髓間充質干細胞內AMPK信號通路異常產品中的應用。

背景技術

組織非特異性堿性磷酸酯酶(tissue-nonspecific alkaline phosphatase，TNAP)是由肝/ 骨/腎型堿性磷酸酶基因(liver/bone/kidney alkaline phosphatase，ALPL)編碼的一種組織非特 異性的堿性磷酸酶，主要通過水解焦磷酸或多磷酸鹽的磷酸酯鍵釋放單磷酸發揮去磷酸化作 用。研究證實，組織非特異性堿性磷酸酯酶在生物體內利用磷酸酶特性通過去除LPS磷酸基 團達到去毒素作用。此外組織非特異性堿性磷酸酯酶水解焦磷酸鹽釋放的單磷酸鹽結合鈣離 子沉積在骨細胞外基質并結晶即骨骼礦化。組織非特異性堿性磷酸酯酶在維持機體骨骼礦化 和骨穩態發揮重要作用，同樣在骨發育和骨缺損再生修復過程扮演重要角色。臨床上ALPL 基因突變導致低堿性磷酸酯酶癥(Hypophosphatasia，HPP)發生，患者臨床表型主要伴隨機體 骨骼發育畸形，存在骨骼嚴重礦化不足。由于HPP潛在致病的分子機理尚不十分清楚，目前 臨床上治療HPP患者采用的常規方案只能減緩或推遲骨量下降，不能從根本上解決骨發育缺 陷這一首要問題。

骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMMSC)是存在骨組織中 的一種具有自我更新和多向分化潛能的干細胞，是骨組織中成骨細胞的祖細胞決定骨發育的 命運，其在骨折和骨缺損修復再生中也發揮關鍵作用。低堿性磷酸酯酶癥患者骨髓內的骨髓 間充質干細胞由于ALPL突變可能導致細胞多項分化潛能和免疫調節等生物學特性出現異常， 尤其是分化為成骨細胞能力不足致使機體的骨骼發育出現異常。我們前期研究證實低堿性磷 酸酯酶癥患者或ALPL敲除小鼠的骨髓間充質干細胞的成骨分化能力明顯下降，這與低堿性 磷酸酯酶癥患者或ALPL敲除小鼠骨量下降相吻合。同時，經信號通路蛋白芯片篩選發現 ALPL基因突變或ALPL敲除的骨髓間充質干細胞細胞內的AMPK信號及下游靶基因出現異 常。因此，以AMPK作為靶點通過小分子藥物糾正骨髓間充質干細胞細胞內AMPK異常狀 態，進而篩選出有效改善或恢復ALPL基因突變或ALPL敲除骨髓間充質干細胞的成骨分化 能力。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了AMPK激活劑在制備改善骨髓間充質干細胞 內AMPK信號通路異常產品中的應用。體外實驗證實低堿性磷酸酯酶癥患者或ALPL敲除小 鼠來源的骨髓間充質干細胞的成骨分化能力異常，信號通路蛋白芯片發現成骨分化能力異常 的骨髓間充質干細胞的細胞內AMPK蛋白磷酸化顯著下降，利用AMPK激活劑二甲雙胍作 用于成骨分化能力異常的骨髓間充質干細胞，使阻斷的下游通路重新啟動，恢復了成骨分化 能力異常的骨髓間充質干細胞的成骨分化特性。

為達到上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

本發明第一方面，提供了AMPK激活劑在制備改善骨髓間充質干細胞內AMPK信號通路異常產品中的應用，所述AMPK激活劑為二甲雙胍。

本發明第二方面，提供了二甲雙胍在調控基因RUNX2和OCN表達水平方面的應用。

本發明第三方面，提供了二甲雙胍在制備骨相關疾病治療藥物制劑方面的應用。