用于产生细胞衍生的微丝网络的方法技术

本发明专利技术提供了细胞衍生的微丝网络。还提供了通过在基质支持物和细胞培养基中培养细胞来产生微丝网络的方法，其中细胞增殖并形成聚集的细胞团，其在细胞团外部和周围产生微丝，并且其中细胞外微丝连接并形成连续的细胞外微丝网络；以及用于治疗医学病症以及促进创伤修复和组织再生的方法，其包括将微丝网络施加于需要治疗的区域。

A Method for Generating Cell Derived Microfilament Networks

The present invention provides a cell-derived microfilament network. A method of producing microfilament networks by culturing cells in matrix support and cell culture medium is also provided, in which cells proliferate and form aggregated cell clusters, which produce microfilaments outside and around the cell clusters, in which extracellular filaments connect and form continuous extracellular microfilament networks; and methods for treating medical diseases and promoting wound repair and tissue regeneration. It includes applying microfilament networks to areas requiring treatment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生细胞衍生的微丝网络的方法相关申请数据本申请要求于2017年4月14日提交的美国临时申请第62/485,422号的优先权，其通过引用纳入本文用于所有目的。政府权益的声明本专利技术是在国立卫生研究院(NationalInstitutesofHealth)的批准号第CA68262号下于政府资助下完成。政府对本专利技术拥有一定的权利。
本专利技术涉及对创伤愈合和组织再生有用的方法和组合物。
技术介绍
创伤修复涉及复杂的生物学过程，并且管理具有大表面积的创伤是巨大的挑战(Singer,A.J.和Clark,R.A；《皮肤创伤愈合》(Cutaneouswoundhealing)；TheNewEnglandjournalofmedicine341,738-746(1999)。Passier,R.,vanLaake,L.W.和Mummery,C.L.《来自心脏的基于干细胞的疗法和知识》Stem-cell-basedtherapyandlessonsfromtheheart.Nature453,322-329(2008))。在工业化世界中，每年超过1亿患者受创伤之苦(Takeo，M.，Lee，W.和Ito，M.《伤口愈合与皮肤再生》(Woundhealingandskinregeneration).ColdSpringHarborperspectivesinmedicine5，a023267(2015))。在哺乳动物器官中，受伤后，破碎和/或受影响的细胞立即释放各种分子，其在免疫系统、血液凝血级联、炎症通路、和任何相邻的未受伤细胞中介导不同的细胞内和细胞间通路(Gurtner，G.C.，Werner，S.，Barrandon，Y.和Longaker，M.T.《创伤修复和再生》(Woundrepairandregeneration).Nature453，314-321(2008))。在受伤的正常响应期间，许多类型的细胞(包括中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、内皮细胞、角质细胞、成纤维细胞、和干细胞及其衍生物)在信号传导、基因表达、和表型中发生显著变化，其导致细胞迁移、增殖、和分化(Lane，S.W.，Williams，D.A.&Watt，F.M.《调节干细胞生态环境以进行组织再生》(Modulatingthestemcellnichefortissueregeneration).Naturebiotechnology32，795-803(2014))。动态和往复的细胞-细胞外基质(ECM)以及细胞-细胞相互作用在炎症、新组织形成、和重塑的复杂过程中精确地协调各种通路的活化和关闭。一些真核生物保留了通过再生在它们的成年期完全复制原始组织结构和功能的能力，对其过程仍然知之甚少。出于未知的原因，人类仅在胎儿期发育中表现出该能力(Zielins，E.R.等.《创伤愈合：更新》(Woundhealing:anupdate).Regenerativemedicine9，817-830(2014))。病理生理学会导致如非愈合性溃疡中所见的损害的愈合、或如肥厚性疤痕和瘢痕疙瘩中发现的“过度愈合”。此外，不恰当的干预会引发恶性转化(Chidgey，A.P.，Layton，D.，Trounson，A.和Boyd，R.L.《基于干细胞疗法的耐受性策略》(Tolerancestrategiesforstem-cell-basedtherapies).Nature453，330-337(2008))。尽管干细胞在转化研究中有希望，临床创伤愈合形态中的同种异体和自体干细胞疗法的使用仍然面对许多调节障碍(Rose，L.F.和Chan，R.K.《烧伤创伤微环境》(TheBurnWoundMicroenvironment).Advancesinwoundcare，106-118(2016))。对人类进行复杂、慢性和大面积创伤的管理仍然是一项挑战。被认为适用于创伤处理，材料/药剂应促进表皮再生和创伤愈合，其不会引起肿瘤发育，减少疼痛，降低感染风险，减少美容畸形；这些材料的选择是现代创伤管理和再生医学的主要组成部分(Lutolf，M.P.和Hubbell，J.A.《合成生物材料作为组织工程中形态发生的指导性细胞外微环境》(Syntheticbiomaterialsasinstructiveextracellularmicroenvironmentsformorphogenesisintissueengineering).Naturebiotechnology23，47-55(2005))。目前可用的人造创伤愈合基质是合成的和/或包含使用各种技术制造的天然仿生材料；这样的材料包括硅树脂、生物膜(biobrane)、纳米原纤、超分子材料、和呈现单个或多个生化ECM衍生信号的支架(Warner，P.M.，Coffee，T.L.和Yowler，C.J.《门诊烧伤管理》(Outpatientburnmanagement).TheSurgicalclinicsofNorthAmerica94，879-892(2014)；Hubbell，J.A.《组织工程中的生物材料》(Biomaterialsintissueengineering).Bio/technology13，565-576(1995))。ECM由细胞分泌蛋白质和葡糖胺聚糖的互锁网组成。天然的ECM具有表面拓扑、体积刚度、弹性、剪切力、和孔径的生物物理特性，它们对于线索引导(cue-guided)的细胞迁移和干细胞分化很重要。另外，ECM还锚定多种可溶性生长因子、信号受体和粘附分子，其影响细胞命运。重建的ECM和ECM衍生材料可能缺乏天然拓扑信息、可溶性生长因子和锚定因子浓度。尽管现有技术持续进步，目前尚没有获得具有完整和天然的ECM生物物理、生物化学、和生物力学特性以使其成为用于创伤修复的理想材料的大面积(平方英尺规模)天然生物材料(Chien，K.R.《再生医学和人类疾病的人体模型》(Regenerativemedicineandhumanmodelsofhumandisease).Nature453，302-305(2008))。创伤感染仍然是一个具有挑战性的问题，并且代表着相当大的医疗负担。用以防止微生物污染和繁殖的创伤处的物理屏障对创伤感染预防而言是必需的。创伤(急性或慢性)通常含有微生物，包括细菌、真菌和病毒(Sood，A.，Granick，M.S.，andTomaselli，N.L.(2014)《创伤敷料和比较效果数据》(WoundDressingsandComparativeEffectivenessData).Advancesinwoundcare3，511-529，Lall，R.R.，Wong，A.P.，Lall，R.R.，Lawton，C.D.，Smith，Z.A.，和Dahdaleh，N.S.(2014)《脊柱器械术后深部伤口感染的循证管理》(Evidence-basedmanagementofdeepwoundinfectionafterspinalinstrumentation).Journalofclinicalneuroscience:officialjourn本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网络，其包括在多个微丝源区域之间以连续格架或网结构互连的细胞衍生的微丝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.14 US 62/485,4221.一种网络，其包括在多个微丝源区域之间以连续格架或网结构互连的细胞衍生的微丝。2.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝是细胞外微丝。3.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝是膜封闭的。4.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝包含肌动蛋白。5.如权利要求4所述的网络，其中，所述肌动蛋白包括β-肌动蛋白。6.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝的长度为约1-1000μm。7.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝是分支的。8.如权利要求7所述的网络，其中，所述微丝具有约2-10个分支。9.如权利要求1所述的网络，其中，多根微丝排列在一起，并形成各种架构结构的束。10.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝源区域形成连续格架或网结构的连接节点。11.如权利要求1所述的网络，其进一步包含粘附材料。12.如权利要求11所述的网络，其中，所述粘附材料与微丝结合并扩大微丝的直径。13.如权利要求1所述的网络，其中，所述网络具有约1μm2至约500cm2的面积和约1nm至约0.5cm的厚度。14.如权利要求1所述的网络，其中，所述网络是单层或多层。15.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝的表面积大于细胞内细胞骨架微丝网络的表面积的当量单位。16.如权利要求1所述的网络，其中，所述网络是多孔的。17.如权利要求16所述的网络，其中，孔径的直径范围是约0.1至5μm。18.如权利要求1所述的网络，其进一步包含生物活性剂和/或无生物活性剂。19.如权利要求18所述的网络，其中，所述生物活性剂是治疗药物。20.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝源区域包含细胞。21.如权利要求1所述的网络，其中，所述网络存在于基质支持物上，其中所述基质支持物是可生物降解的。22.如权利要求1所述的网络，其中，所述网络存在于Matrigel基质支持物上。23.如权利要求1所述的网络，其中，所述网络没有来自细胞的核。24.如权利要求1所述的网络，其中，所述网络没有细胞。25.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝源区域包含具有或不具有遗传修饰的真核细胞。26.如权利要求25所述的网络，其中，所述真核细胞是哺乳动物细胞。27.如权利要求26所述的网络，其中，所述哺乳动物细胞是人类细胞。28.如权利要求27所述的网络，其中，所述人类细胞是人类乳腺上皮细胞。29.如权利要求1所述的网络，其中，所述微丝被包埋于基质支持物的顶部表面。30.如权利要求1所述的网络，其中，所述基质支持物抑制细胞附着和迁移。31.一种制造微丝的网络的方法，所述方法包括以下步骤：在基质支持物和细胞培养基中培养细胞，其中细胞增殖并形成聚集的细胞团，且其中细胞团在细胞团外部和周围产生微丝，且其中细胞外微丝连接并形成连续的细胞外微丝网络，以及从网络中去除细胞的核和/或细胞。32.如权利要求31所述的方法，其中，所述细胞团形成于基质支持物的顶部。33.如权利要求31所述的方法，其中，所述微丝被包埋于基质支持物的顶部表面。34.如权利要求31所述的方法，其中，所述基质支持物抑制细胞附着和迁移。35.如权利要求31所述的方法，其中，所述微丝是细胞外微丝。36.如权利要求31所述的方法，其中，所述微丝是膜封闭的。37.如权利要求31所述的方法，其中，所述微丝包含肌动蛋白。38.如权利要求37所述的方法，其中，所述肌动蛋白包括β-肌动蛋白。39.如权利要求31所述的方法，其中，所述微丝的长度为约1-1000μm。40.如权利要求39所述的方法，其中，所述微丝是分支的。41.如权利要求40所述的方法，其中，所述微丝具有约2-10个分支。42.如权利要求31所述的方法，其中，多根微丝排列在一起，并形成各种架构结构的束。43.如权利要求31所述的方法，其中，所述微丝源区域形成连续格架或网结构的连接节点。44.如权利要求31所述的方法，其进一步包含粘附材料。45.如权利要求44所述的方法，其中，所述粘附材料与微丝结合并扩大微丝的直径。46.如权利要求31所述的方法，其中，所述网络具有约1μm2至约500cm2的面积和约1nm至约0.5cm的厚度。47.如权利要求31所述的方法，其中，所述网络是单层或多层。48.如权利要求31所述的方法，其中，所述微丝的表面积大于细胞内细胞骨架微丝网络的表面积的当量单位。49.如权利要求31所述的方法，其中，所述网...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·易，G·瓦格纳，
申请(专利权)人：哈佛学院董事及会员团体，
类型：发明
国别省市：美国,US