[發明專利]用于促進眼部Müller細胞定向轉分化的磁刺激材料及制備方法和應用以及修復方法

有效

• 申請號: 202110664392.1
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113577269B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉勇;晏露;魯偉聰;葉四豪;張文晶
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學
• 主分類號: A61K41/00
• 分類號: A61K41/00;A61K9/14;A61K47/36;A61K47/42;A61K47/18;A61P27/02;A61P27/06;C12N5/079;C12N13/00
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 王宏雷

一種用于促進眼部Müller細胞定向轉分化的磁刺激材料及制備方法和應用以及修復方法，設計了磁學性能和生物相容性良好的人工磁納米受體，通過遠程交變磁場的刺激，有效的激活Müller細胞損傷修復與再生相關信號通路，實現了Müller細胞向視神經節細胞的定向轉分化調控，為臨床治療視神經損傷類疾病提供了新的思路與途徑。

技術領域

本發明涉及納米生物材料與組織工程技術領域，具體涉及一種用于促進眼部Müller細胞定向轉分化的磁刺激材料及制備方法和應用以及修復方法。

背景技術

青光眼是一種以視神經進行性損傷為主要表現的眼病，會造成視野的不可逆缺損，最終致盲。視神經是由視網膜神經節細胞（retinal?ganglion?cell，RGC）的軸突所構成的。RGC細胞作為一種中樞神經細胞，缺少再生修復的能力，從而導致當前眼科臨床對于青光眼的治療，只能被動的延緩病情的惡化，而無法實現視野的恢復。因此如何實現RGC細胞的再生，是當前青光眼治療亟待解決的技術瓶頸。目前基于干細胞的治療方案，即通過誘導干細胞定向分化為RGC實現損傷細胞的再生和修復，被視為最有潛力的思路。干細胞治療主要通過誘導多功能干細胞分化為RGC細胞來補充凋亡的細胞，使損傷的視力功能得到修復。但是視網膜干細胞的來源有限，僅發現于視網膜睫狀體的睫狀色素上皮區。通過基因工程等技術來誘導干細胞分化為RGC，仍然存在著轉化率低，操作復雜等問題。

Müller細胞是視網膜中最主要的神經膠質細胞，位于視網膜內核層，對視網膜細胞起著支持和營養的作用，維持著視網膜內環境的穩態。研究發現，在魚類及兩棲類動物的視網膜中，細胞毒素、手術、光損傷等可促使Müller細胞重新進入細胞周期，通過去分化或轉分化的過程實現對損傷細胞的修復。因此Müller細胞被視為一種具有潛在分化能力的干細胞群。但這種修復功能僅見于硬骨魚、鳥等低等脊椎動物。對于哺乳動物而言，雖然損傷可部分激活Müller細胞的增殖能力，但是其轉分化成視神經的概率仍然十分有限，主要還是通過反應性膠質化來取代損傷的細胞。要高效實現Müller細胞的定向轉分化為RGC?細胞，從而修復損傷的RGC細胞，目前仍存在著很大的挑戰。因此，通過優化刺激條件，精確調控這些細胞信號通路，從而實現Müller細胞向RGC細胞的定向分化，將為視神經損傷類疾病的治療提供更為有效的新策略。

研究發現，磁場變化對于動物體內細胞的跨膜生理活動具有一定的影響作用。鳥類等哺乳動物體內存在著磁受體蛋白，因此能感應到地磁場的存在，從而具有辨別方向等生理活動能力。但是在人體內尚未發現類似的磁受體蛋白，因此人體幾乎感應不到微弱的地磁場。而基于磁場刺激所設計的經顱磁刺激技術，也正是由于磁受體的缺失，從而只能在高強度的磁場（1?T）作用下產生微弱的刺激效果，以調控神經元的跨膜生理活動。如何有效地將微弱磁場（20?mT）信號轉變為合適的化學信號，并進一步激活下游通路實現Müller細胞的定向轉分化為不可再生的RGC細胞，是本發明致力于解決的技術瓶頸。

發明內容

針對當前眼科臨床對于視神經損傷類疾病（如青光眼）的治療，無法修復或替代受損的RGC細胞進行有效治療，只能被動的延緩病情的惡化等瓶頸挑戰，本發明提供了一種用于促進眼部Müller細胞定向轉分化的磁刺激材料及制備方法和應用以及修復方法，通過調控細胞的跨膜通過，誘導哺乳動物Müller細胞定向轉分化為RGC細胞，簡單易行的實現了RGC細胞的再生，為RGC細胞的損傷修復與再生提供了一條新的途徑。

本發明采用的技術解決方案是：用于促進眼部Müller細胞定向轉分化的磁刺激材料,所述的磁刺激材料由親水性和生物相容性良好的功能化石墨烯和磁納米顆粒共沉淀得到，所述的功能化石墨烯和磁納米顆粒的質量比為1：2-1：20。

所述的磁納米顆粒為Fe₃O₄。

所述的功能化石墨烯由石墨粉與水溶性生物高分子混合后球磨得到。

一種用于促進眼部Müller細胞定向轉分化的磁刺激材料的制備方法，包括以下步驟：