[發(fā)明專利]一種促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞定向成骨分化的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011131028.0
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112159791A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧旭亮;張馮依;劉雯雯
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院
• 主分類號: C12N5/077
• 分類號: C12N5/077;C12N5/0775;C12N5/0786;C12N13/00
• 代理公司: 北京怡豐知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞定向成骨分化的方法，其解決了現(xiàn)有植入材料不能提供植入后體外動態(tài)調(diào)控表面電勢以調(diào)節(jié)細(xì)胞功能及分化的技術(shù)問題，包括如下步驟：巨噬細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)；間充質(zhì)干細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)；調(diào)控巨噬細(xì)胞極化及間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨分化：將巨噬細(xì)胞接種于具有磁電耦合效應(yīng)的帶電仿生植入膜材料表面，將間充質(zhì)干細(xì)胞接種于共培養(yǎng)小室上；將接種了間充質(zhì)干細(xì)胞的共培養(yǎng)小室移入放置了接種巨噬細(xì)胞的帶電仿生膜材料培養(yǎng)板，建立間接共培養(yǎng)體系；改變外加磁場，引起磁電微環(huán)境改變，對巨噬細(xì)胞極化進(jìn)行調(diào)控，從而促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化。本發(fā)明可用于促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞定向成骨分化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種促進(jìn)細(xì)胞分化的方法，具體地說是一種促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞定向成骨分化的方法。

背景技術(shù)

伴隨近年來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于外傷腫瘤等因素造成的骨缺損病例隨之升高。目前常采用植入的方式來進(jìn)行骨缺損的修復(fù)。植入物可分為自體骨，異體骨及人工合成材料。其中自體骨移植常存在供區(qū)骨量不足，術(shù)區(qū)二次感染等問題。異體骨的供體較少，且存在免疫排斥等風(fēng)險(xiǎn)。為了解決以上問題，采用人工合成材料代替骨組織進(jìn)行植入修復(fù)，是目前組織工程的研究熱點(diǎn)。研究人員發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)存在天然的電磁微環(huán)境，且在組織的生長再生中發(fā)揮重要作用。為了模擬體內(nèi)的電磁環(huán)境，采用電磁刺激進(jìn)行骨組織缺損修復(fù)的方式得到廣泛關(guān)注。目前常見的方式有外加電磁場或體內(nèi)植入帶電或帶磁性的生物材料。但這些常用方式仍存在刺激區(qū)域無法精確定位，材料植入后電勢衰減，無法實(shí)現(xiàn)材料植入后體外調(diào)控等缺陷。

骨組織再生是一個有巨噬細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞等多種細(xì)胞參與的復(fù)雜生理過程。巨噬細(xì)胞作為第一種到達(dá)缺損區(qū)域的細(xì)胞，在早期成骨過程中扮演者不可或缺的角色。巨噬細(xì)胞可分為促炎型(M1)和抗炎型(M2)，其中M2型巨噬細(xì)胞具有可分泌多種細(xì)胞因子，促進(jìn)骨組織重建。因此，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型分化，可加速骨組織再生的進(jìn)程。間充質(zhì)干細(xì)胞具有多向分化潛能，是組織工程中常用的種子細(xì)胞。采用適當(dāng)?shù)碾姶糯碳ふ{(diào)控巨噬細(xì)胞向M2型極化，分泌成骨相關(guān)細(xì)胞因子，從而誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨向分化，在骨組織再生的應(yīng)用中有較大的應(yīng)用前景。

專利申請?zhí)?01811235132.7的中國發(fā)明專利申請公開了一種通過磁電耦合調(diào)控的帶電仿生植入膜材料及其制備方法，其是由鐵電高分子聚合物、磁性顆粒填料及有機(jī)溶劑制得的薄膜狀材料，其解決了現(xiàn)有帶電生物材料長期植入后電勢衰減、遠(yuǎn)期修復(fù)效果不穩(wěn)定的技術(shù)問題，但是其植入材料不能提供植入后體外動態(tài)調(diào)控表面電勢以調(diào)節(jié)細(xì)胞功能及分化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對在現(xiàn)有植入材料不能提供植入后體外動態(tài)調(diào)控表面電勢以調(diào)節(jié)細(xì)胞功能及分化的技術(shù)問題，提供一種植入后可調(diào)控的電磁材料，從而誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2極化并促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞定向成骨分化的方法。

為此，本發(fā)明提供一種促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞定向成骨分化的方法，其包括如下步驟：(1)巨噬細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)；(2)間充質(zhì)干細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)；(3)調(diào)控巨噬細(xì)胞極化及間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨分化：將巨噬細(xì)胞接種于具有磁電耦合效應(yīng)的帶電仿生植入膜材料表面，將間充質(zhì)干細(xì)胞接種于共培養(yǎng)小室上；(4)將接種了間充質(zhì)干細(xì)胞的共培養(yǎng)小室移入放置了接種巨噬細(xì)胞的帶電仿生膜材料培養(yǎng)板，建立間接共培養(yǎng)體系；(5)改變外加磁場，引起磁電微環(huán)境改變，對巨噬細(xì)胞極化進(jìn)行調(diào)控，從而促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中，所述巨噬細(xì)胞為巨噬細(xì)胞Raw 264.7。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中，所述巨噬細(xì)胞Raw 264.7擴(kuò)增培養(yǎng)采用無誘導(dǎo)因子的高糖DMEM培養(yǎng)基，于T25培養(yǎng)瓶中貼壁培養(yǎng)，細(xì)胞復(fù)蘇后培養(yǎng)，通過加入培養(yǎng)基進(jìn)行采用吹打的方式進(jìn)行傳代。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述間充質(zhì)干細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)：采用無誘導(dǎo)因子的α-MEM培養(yǎng)基，MSCs細(xì)胞復(fù)蘇后培養(yǎng)，2-3天采用質(zhì)量體積比為0.25％的胰酶消化的方式進(jìn)行傳代。