[發明專利]細胞外泌體優化培養系統及細胞外泌體優化培養方法

在審

• 申請號: 201910582795.4
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110423686A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 吳興;言力韜
• 申請（專利權）人: 上海市第十人民醫院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/36;C12M1/00;C12N5/077
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 言倩玉

本發明公開了一種細胞外泌體優化培養系統及細胞外泌體優化培養方法，包括：細胞承載組件、PDMS形變膜和透明蓋板，細胞承載組件包括采用PDMS軟刻蝕及不可逆封接形成的微流控芯片體，以及與微流控芯片體的底端面貼合相接的透明玻璃支承板；其中在微流控芯片體內預制形成的若干條陣列分布的且彼此貫通的微流通道；PDMS形變膜與微流控芯片體背離透明玻璃支承板的頂端面相連；PDMS形變膜適于向背離透明玻璃支承板一側凸起變形；透明蓋板上預制有若干條陣列分布的遮光條。采用本發明的細胞外泌體優化培養系統對于細胞提供3D配合應力刺激的培養環境下培養的細胞分泌的外泌體的產量和生物學質量明顯提高。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及一種細胞外泌體優化培養系統及細胞外泌體優化培養方法。

背景技術

外泌體是微小的膜結合囊泡（直徑為40～200nm）,在生理和病理條件下，許多不同類型的細胞將其釋放到細胞外。外泌體還有信號蛋白，microRNA,mRNA,DNA和脂質，在轉運的時候能夠調節受體細胞的各種生命活動。

外泌體作為藥物載體進行藥物運輸具有獨特的優勢，主要體現在：（1）當使用自源外泌體時，外泌體引起的有害免疫反應極低；（2）外泌體在人體血液中的穩定性較好；（3）向細胞轉運“貨物”的效率很高；（4）外泌體運載藥物時具有一定的靶向性；（5）外泌體直徑在40～100nm之間，因此可以很好地利用增強滲透滯留（EPR），有選擇性地滲入到腫瘤或者炎癥組織部位。

外泌體技術作為遞送平臺的臨床前和臨床開發需要大量的外泌體。外泌體的分離方法需要易于擴展以支持大規模生產。目前的方法產量低并且不可擴展，這阻礙了外泌體在臨床前動物中功效評估。通常每只小鼠使用的劑量為10⁹-10¹¹，以實現生物學結果。分離這種外泌體量需要處理一升的條件培養基來處理一只動物。因此，順利支持動物研究的外泌體生產可能需要數月時間。外泌體通常通過分子大小排阻或親和層析，或通過密度梯度或差異超速離心（UC）來純化。外泌體差速離心回收的金標準需要四到五個連續的離心步驟。這些方法都不可擴展。與永生腫瘤細胞系不同，間充質干細胞（MSC）的擴增能力是有限的。外泌體的低產量阻礙了間充質干細胞用于外泌體的大規模生產。

與此同時，間充質干細胞生長的微環境也對外泌體的產量和質量有著最直接的關聯，這些微環境包括了細胞生長的依附材料、受到的力學刺激、條件培養基的流動性等等。間充質干細胞在不同微環境下分泌的外泌體的生物學質量之間存在差異，因此如何采用更好的培養微環境也是外泌體在臨床應用中的重要技術難題。

因此，基于上述外泌體的獨特優勢以及現有技術下細胞培養中分泌的外泌體產量和生物學質量有限的問題，通過在細胞的培養中提高細胞分泌的外泌體的產量和生物學質量成為亟待解決的技術難題。

發明

本發明的第一目的是提供一種細胞外泌體優化培養系統，以解決提高細胞在培養過程中外泌體分泌產量和生物學質量的技術問題。

本發明的第二目的是提供一種使用細胞外泌體優化培養方法，以解決提高細胞在培養過程中外泌體分泌產量和生物學質量的技術問題。

本發明的細胞外泌體優化培養系統是這樣實現的：

一種細胞外泌體優化培養系統，包括：

細胞承載組件，所述細胞承載組件包括采用PDMS軟刻蝕及不可逆封接形成的微流控芯片體，以及與所述微流控芯片體的底端面貼合相接的透明玻璃支承板；其中在微流控芯片體內預制形成的若干條陣列分布的且彼此貫通的微流通道；所述微流通道分別與預制在所述微流控芯片體內的一進液通道和出液通道連通；所述進液通道遠離微流通道的一端設為進液口，以及與所述出液通道遠離所述微流通道的一端設為出液口；

PDMS形變膜，所述PDMS形變膜與所述微流控芯片體背離所述透明玻璃支承板的頂端面相連；所述PDMS形變膜適于向背離所述透明玻璃支承板一側凸起變形；