糖胺聚糖类似物及其合成方法及其在体外胚胎干细胞增殖及定向神经分化中的应用方法技术

新型糖胺聚糖类似物及其合成方法及其在体外胚胎干细胞增殖及定向神经分化中的应用方法,其特征在于：将对苯乙烯磺酸钠单体或/和2‑甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体按照一定比例添加到混合溶剂中，所述混合溶剂为水与氮氮二甲基甲酰胺（N,N‑Dimethylformamide）的混合物，利用可逆加成‑断裂链转移聚合（RAFT）的方法聚合分别得到若干种不同比例的对苯乙烯磺酸钠单体或/和2‑甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体的聚合物。采用RAFT合成技术利用含磺酸基团单体以及含糖单体，通过控制其相对比例调节聚合物结构，获得了具有体外促进胚胎干细胞增殖并诱导其发生高效定向神经分化的高分子物质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚合物合成及其在生物医学应用领域，具体涉及一种新型糖胺聚糖类 似物的合成方法，采用RAFT合成技术利用含磺酸基团单体以及含糖单体，通过控制其相对 比例调节聚合物结构，获得了具有体外促进胚胎干细胞增殖并诱导其发生高效定向神经分 化的高分子物质。
技术介绍
糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG)是一类由生物体产生的多功能性活性分子， 它在细胞黏附、增殖、分化以及抗凝血等生理过程中都发挥着十分关键的作用。近年来人们 发现，糖胺聚糖物质在体外条件下可以诱导胚胎干细胞的定向神经分化，这些研宄对神经 系统疾病的发病机理以及相关治疗策略等方面都具有非常重要的意义。然而，生物体自身 合成糖胺聚糖分子结构复杂且活性不稳定，因此，通过人工合成糖胺聚糖类似物应用于生 物医用材料研宄和疾病治疗具有重要的科学价值和社会意义。 目前，人们制备糖胺聚糖类似物的方法主要有以下几种： (1)通过利用简单的含有磺酸基团的小分子单体的聚合作用合成带有多磺酸基团的高 分子物质。该方法比较简便，但由于糖胺聚糖分子中所含有的独特功能的糖组分未被聚合 在该物质结构中，因此所获得的产物活性及功能性受到很大的限制。 (2)通过将多糖物质进行磺化处理，合成具有类似糖胺聚糖分子的磺化多糖物质。 该策略可得到既含有糖单元，也含有磺酸基团的产物，但由于磺酸基团在糖分子中的修饰 位置及其相对比例难以控制，因此其所获得的产物活性的稳定性也有待于进一步提高。 (3)通过严格按照糖胺聚糖分子结构中组成单元的顺序性和磺酸基团修饰位点的 特异性合成磺化寡糖分子。此类化合物具有特异的生物活性结构，因此具有较高的细胞和 生理调节功能。然而该技术在操作过程中需要繁琐的合成和纯化步骤，并且产率有限，所以 也未得到广泛的应用。 因此，开发和研宄操作简单、易于调节分子中糖单元和磺酸基团的相对比例、且产 物结构可控的糖胺聚糖类似物的合成方法，并将其利用于生物医学领域，特别是体外干细 胞增殖以及定向神经分化，就具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型糖胺聚糖类似物的合成方法，通过调节聚合物中两 种功能基团的比例以及控制分子结构，实现在体外条件下对胚胎干细胞增殖的促进作用以 及定向神经分化的诱导作用。 为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种新型糖胺聚糖类似物，其特征在 于：将对苯乙烯磺酸钠单体或/和2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体按照一定比例添加到混 合溶剂中，所述混合溶剂为水与氮氮二甲基甲酰胺（N, N-DimethyIformamide)的混合物，利 用可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT)的方法聚合分别得到若干种不同比例的对苯乙烯磺 酸钠单体或/和2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体的聚合物。 进一步，所述聚合物可以为以下三种： 2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体的均聚物（pMG); 对苯乙烯磺酸钠单体的均聚物（pSS); 对苯乙烯磺酸钠单体和2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体按照0. 5-4:1的摩尔比聚合 形成的共聚物（pSG)。 控制单体对苯乙烯磺酸钠（SS)及MAG在水与DMF混合溶剂中的比例，利用RAFT方 法聚合分别得到上述三种聚合物pMAG、pSS及pSG。 toon] 进一步，所述聚合物的分子式为本专利技术的另一种技术方案为：一种新型糖胺聚糖类似物的合成方法，其特征在于，包 括以下步骤： (1》制备2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体：将盐酸葡萄糖胺与甲基丙烯酰氯在含碳酸 钾的甲醇溶液中反应后，对沉淀物进行纯化得到2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体； (2)制备聚合物：控制对苯乙烯磺酸钠单体及2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体在混合 溶剂中的比例，所述混合溶剂为水与氮氮二甲基甲酰胺的混合物，利用可逆加成-断裂链 转移聚合方法聚合分别得到若干种不同比例的对苯乙烯磺酸钠单体或/和2-甲基丙烯酰 胺吡喃葡萄糖单体的聚合物。 本专利技术的进一步的技术方案为：一种使用糖胺聚糖类似物的促进胚胎干细胞体 外增殖或体外定向神经分化的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：分别向种有胚胎干细 胞的若干个培养板内各倒入一种含有所述聚合物的培养液，培养若干天。 进一步，所述培养板预先铺满明胶。 由于上述技术方案的应用，与现有技术相比，本专利技术具有以下突出特点： 1.本专利技术由于包含了较为自由的含糖基团的结构，因此具有更高的生物学活性。 2.本专利技术由于磺酸基团和糖单元的比例能较好地进行控制，因此可应用于不同的 生物活性要求。 3.本专利技术所述的方法工艺简单，工艺过程容易控制。【附图说明】 图1中为实施例一中所获得的糖胺聚糖类似物聚合物pSG的分子结构； 图2中为实施例一中所获得的糖胺聚糖类似物聚合物pSG的IH-NMR谱图； 图3中为实施例一中所获得的糖胺聚糖类似物聚合物pSG的FT-IR谱图； 图4中为实施例二中利用高活性糖胺聚糖分子-肝素以及本方法合成的糖胺聚糖类似 物对胚胎干细胞增殖的结果对比； 图5是实施例三中qPCR定量分析分别经过聚合物pSS、pSG与肝素培养的胚胎干细胞 β Ill-tubulin基因表达量； 图6是实施例三中分别经过聚合物培养的胚胎干细胞荧光染色图。【具体实施方式】 以下实施例提供了新型糖胺聚糖类似物的合成方法，包括含磺酸基团单体以及含 糖单体制备，聚合物的RAFT合成方法，以及单体相对比例和分子结构的调控，同时利用体 外细胞增殖和神经分化检测技术验证了所获得的聚合物分子在胚胎干细胞增殖并其定向 神经分化中的作用。 下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不限制本专利技术。 一种新型糖胺聚糖类似物的合成方法，包括以下步骤： (1) 选取含磺酸基团的分子SS与含糖基团的分子MG作为单体，通过调节两者相对比 例，利用RAFT方法制备具有不同功能基团的均聚物与共聚物(分子量在6000-20000范围 内)。 (2)分别将所得聚合物加入到胚胎干细胞培养液中，对胚胎干细胞进行培养，一定 时间后研宄细胞在不同聚合物环境下增殖情况。 (3)分别将所得聚合物加入到胚胎干细胞培养液中，对胚胎干细胞进行培养，一定 时间后研宄细胞在不同聚合物环境下定向神经分化情况。 本专利技术的原理是：采用RAFT合成的方法，利用含磺酸基团单体以及含糖单体，通 过控制其相对比例调节聚合物结构，合成分子中含有磺酸基团和糖单元两种糖胺聚糖功能 组分的聚合物，并利用该聚合物在体外条件下促进胚胎干细胞的增殖以及定向神经分化。 -种新型糖胺聚糖类似物的合成方法，包括以下步骤： (1》制备单体2-甲基丙烯酰当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型糖胺聚糖类似物，其特征在于：将对苯乙烯磺酸钠单体或/和2‑甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体按照一定比例添加到混合溶剂中，所述混合溶剂为水与氮氮二甲基甲酰胺的混合物，利用可逆加成‑断裂链转移聚合的方法聚合分别得到若干种不同比例的对苯乙烯磺酸钠单体或/和2‑甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖单体的聚合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红，袁琳，吕仲林，陈高健，王萌萌，丁开国，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32