[發明專利]CDC20在間充質干細胞成骨向分化中的應用

有效

• 申請號: 202110034858.X
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112626010B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 周永勝;張萍;杜楊格;劉云松;呂瓏薇;張曉;張敏
• 申請（專利權）人: 北京大學口腔醫學院
• 主分類號: C12N5/077
• 分類號: C12N5/077;C12N5/0775
• 代理公司: 北京知匯林知識產權代理事務所(普通合伙) 11794
• 代理人: 董濤

本發明涉及CDC20在間充質干細胞成骨向分化過程中的應用。發現CDC20具有正向調控間充質干細胞成骨功能的作用，提供了CDC20在促進間充質干細胞成骨向分化過程中的應用依據，并鑒定出其對NF?κB活性亞單位p65經蛋白酶體途徑降解的作用機制。為有針對性的運用小分子化合物抑制靶蛋白活性，在骨再生的分子治療方面提供了全新的理論和實驗依據。

技術領域

本發明涉及干細胞技術領域，特別涉及CDC20在間充質干細胞成骨向分化過程中的應用。

背景技術

由創傷、先天畸形、感染和腫瘤所導致的骨缺損需要進行骨組織再生重建。隨著人口的老齡化，骨缺損再生修復的需求越來越大。近年來間充質干細胞聯合組織工程學技術促進組織再生的應用成為前沿且重要的科學問題。人間充質干細胞是骨組織工程技術中極具吸引力的一種成體干細胞來源，在口腔頜面部各種骨缺損修復和骨再生治療中具有重要的應用價值和良好的應用前景。人間充質干細胞具有向骨，軟骨，脂肪，肌肉，肌腱等組織分化的潛力，許多臨床前和臨床研究顯示人間充質干細胞是干細胞組織工程中產生新骨的重要種子細胞。深入研究人間充質干細胞成骨向分化的機制，闡明在此過程中發揮關鍵作用的生物分子，對快速高效開啟人間充質干細胞成骨向分化，誘導骨再生具有重要意義。

間充質干細胞成骨向分化是一個復雜的過程，多種轉錄因子，信號通路及表觀遺傳調控因素均在這一過程中發揮重要的作用，精確控制細胞命運。近年來，越來越多的研究證據表明，泛素蛋白酶體系統對骨再生具有重要調控作用。泛素蛋白酶體系統是細胞內蛋白質降解的主要通路，對維持細胞及整個生物體的正常供能具有重要作用。目前對于泛素蛋白酶體系統在骨穩態中作用的研究多涉及泛素連接酶，闡明泛素連接酶在骨形成過程中的作用及其分子生物學機制具有重要意義。

絲裂原調控子20(CDC20)是一個細胞周期檢查點的調控因子，是泛素連接酶APC/C復合體的激活因子，在有絲分裂的G1期和M期扮演重要的角色。活躍的APC/C復合體包括至少16個單獨的亞單元，包括共同激活蛋白CDC20和CDH1，它們包括C-box,KILR,IR區域，與APC/C的核心相結合。許多研究報道了CDC20在腦發育，纖毛解體和調節細胞凋亡中的生物學功能，且CDC20在許多癌癥中表達升高，與肺、膀胱、結腸、乳腺癌和口腔鱗狀細胞癌的不良預后相關，但CDC20對骨形成的作用尚不清楚。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了CDC20在間充質干細胞成骨向分化過程中的應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了CDC20在制備促進間充質干細胞的成骨向分化和/或骨組織再生功能的增強劑中的應用。

在本發明的一些具體實施方案中，所述間充質干細胞包括人骨髓來源間充質干細胞。

在本發明的一些具體實施方案中，CDC20促進堿性磷酸酶活性。

在本發明的一些具體實施方案中，CDC20增強成骨相關的轉錄因子RUNX2，OCN的表達。

在本發明的一些具體實施方案中，CDC20通過促進NF-κB通路下游基因調節間充質干細胞成骨向分化。

在本發明的一些具體實施方案中，CDC20通過降解NF-κB p65調節間充質干細胞成骨向分化。

本發明發現了一個關鍵的成骨向分化增強劑---CDC20。CDC20過表達能夠增強間充質干細胞成骨向分化能力。本發明揭示了CDC20對人間充質干細胞命運選擇的調控作用，并探索泛素化修飾調控干細胞定向分化的具體分子生物學機制；一方面為研發小分子化學工具調控干細胞定向分化提供全新的作用靶點，另一方面為以干細胞為基礎的骨組織工程技術的臨床轉化應用奠定堅實基礎。CDC20基因促進劑可以用于加速間充質干細胞成骨向分化，從而克服細胞移植來源少的問題。在各種刺激如炎癥，感染作用下，NF-κB通路激活，CDC20可以通過降解NF-κB p65調節間充質干細胞成骨向分化，利于炎性狀態下骨愈合。