一种促进干细胞神经分化的方法及分化培养基技术

本发明专利技术涉及一种促进干细胞神经分化的方法及分化培养基。本发明专利技术采用包含表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物的分化培养基，同时在培养期内对所述分化培养基进行激光照射来提高干细胞向神经细胞分化的效率并促进分化的神经细胞得以成熟。

【技术实现步骤摘要】
一种促进干细胞神经分化的方法及分化培养基
本专利技术属于生物化学领域，尤其涉及一种促进干细胞神经分化的方法及分化培养基。
技术介绍
干细胞(或称多能干细胞)具有自我更新、无限增值和多向分化的特性，可为未来细胞治疗、组织修复，以及临床移植提供新的材料来源，为再生医学提供广阔应用前景。但是由于干细胞自发分化具有不可控性，当干细胞植入体内受损组织后，干细胞除了分化为所需的细胞类型，参与组织修复，同时也分化为其他类型的细胞，一些情况下甚至会有致瘤可能。对干细胞进行体外预分化成所需类型细胞或其前提细胞，能够提高定向分化效率，提高修复效果，降低致瘤风险。神经细胞作为高度分化的细胞，在损伤后难以通过自身机体修复，通过干细胞疗法将干细胞定向分化为神经细胞，用于治疗如神经性退行疾病、中枢神经损伤等疾病的可能性较高。因此找到一种快速、高效的促进干细胞神经分化的方法具有重大意义。目前现有技术较多的是涉及神经干细胞增殖和分化。比如专利CN106399249A发展了一种新的促进神经干细胞增殖和分化的培养方法，其将一种多肽的外源性神经营养因子作用于培养的神经干细胞，诱导其增殖和分化成神经元。该申请虽然在一定程度上促进了干细胞的神经分化，但该方式只是将神经干细胞促进分化成为神经元而非成熟的神经细胞。专利CN104762263A公开了一种神经干细胞分化培养基及其应用，所述神经干细胞分化培养基包括有8-18nM的化合物Psora-4。该培养基虽然也可提高神经干细胞分化成为神经元的比例，但是还是局限于神经干细胞。糖胺聚糖(glycosaminoglycan，GAG)是一类广泛参与细胞生命活动的长链天然杂多糖，包括透明质酸、肝素/磺酸乙酰肝素、硫酸软化素等。近年来人们发现糖胺聚糖在体外条件下可以诱导胚胎干细胞的定向神经分化。但已知天然肝素或者其衍生物的结构异质性、免疫原性以及不可控性限制了其进一步的发展。因此研究人员提出制备含有GAG功能性片段或功能基团的类似物。肝素作为临床使用最为广泛的GAGs，肝素类似物(或称类肝素)成为研究最广、产品形式最多的对象。本专利技术人团队多年研究类肝素聚合物对干细胞神经分化的影响，发现类肝素聚合物结合FGF2然后和细胞膜上的FGF2受体作用，随后刺激细胞外信号调节激酶1和2(ERK1/2)的磷酸化及激活下游的信号通路，可以促使小鼠干细胞分化成神经细胞。CN105754026A公开了糖胺聚糖类似物p(MAG-co-SS)，发现其有利于促进干细胞神经分化，但该方法在促进小鼠胚胎干细胞向神经细胞的转化和成熟所需要时间略长，效率还有待提升。另外，全反式维甲酸或视黄酸(all-transretinoicacid,RA)参与胚胎脑尾轴特化，对胚胎干细胞神经分化起重要作用，研究人员对RA在促进胚胎干细胞向神经细胞方向分化上有着大量的研究和应用。例如，Park等人利用细胞内吞的特点将表面负载RA的纳米粒子传输到细胞内后，RA会由于扩散作用从纳米粒子上脱落下来，然后和细胞核上的视黄酸受体(RAR)相结合从而来程序性地调控基因的表达和细胞的分化。但是由于RA水溶性很差以及负载的效率较低，导致最终能进入细胞内部的数量有限。因此，有必要找到一种能进一步提高干细胞分化效率且能促进分化的神经细胞得以成熟的方法。
技术实现思路
专利技术要解决的问题为了解决现有技术提及的上述问题，本专利技术提供了一种促进干细胞神经分化的方法，本专利技术通过制备一种新型纳米粒子复合物材料，并以激光辐照作为辅助手段来提高干细胞向神经细胞分化的效率并促进分化的神经细胞得以成熟。同时，本专利技术还提供一种促进干细胞神经分化的分化培养基。用于解决问题的方案经过本专利技术专利技术人潜心研究，发现通过如下技术方案，能够解决上述技术问题：[1].一种促进干细胞神经分化的方法，其采用包含表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物的分化培养基，同时在培养期内对所述分化培养基进行激光照射。[2].根据[1]所述的方法，所述表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物的制备方法包括将类肝素聚合物末端还原为巯基，将巯基化的类肝素聚合物和金纳米粒子进行自组装。[3].根据[1]或[2]所述的方法，所述类肝素聚合物选自含有糖环结构的类肝素聚合物和/或含有磺酸基团的类肝素聚合物，所述类肝素聚合物的数均分子量在7500～9000。[4].根据[3]所述的方法，所述表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物选自表面同时接枝含有糖环结构的类肝素聚合物和含有磺酸基团的类肝素聚合物的金纳米粒子复合物，所述含有糖环结构的类肝素聚合物和含有磺酸基团的类肝素聚合物的投料体积比为0.5～3:1，优选投料体积比为0.5:1、1:1或2:1，更优选为1:1。[5].根据[3]或[4]所述的方法，所述含有糖环结构的类肝素聚合物选自聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)、聚(2-丙烯酰胺吡喃葡萄糖)或硫酸酯化的壳聚糖，优选选自聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)。[6].根据[3]-[5]任一项所述的方法，所述含有磺酸基团的类肝素聚合物选自聚(4-苯乙烯磺酸)、聚(4-乙烯基苯磺酸钠)、聚(乙烯基磺酸)和聚(2-丙烯酰氨基-2甲基丙磺酸)中的一种或多种，优选选自聚(4-乙烯基苯磺酸钠)。[7].根据[1]-[6]任一项所述的方法，所述激光照射的激光功率在0.45W/cm2～1.15W/cm2，进一步优选，激光功率为0.80W/cm2；所述激光照射的时间为5s～15s，进一步优选，激光照射的时间为10s。[8].根据[1]-[7]任一项所述的方法，在培养期内只进行一次激光照射。[9].一种促进干细胞神经分化的分化培养基，所述分化培养基包括浓度为1～5nmol/L表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物，优选地浓度为1～3nmol/L，更优选地浓度为2nmol/L。[10].根据[9]所述的分化培养基，所述表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物选自表面同时接枝聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)和聚(4-乙烯基苯磺酸钠)的金纳米粒子复合物、表面仅接枝聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)的金纳米粒子复合物和/或表面仅接枝聚(4-乙烯基苯磺酸钠)的金纳米粒子复合物，优选选自表面同时接枝聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)和聚(4-乙烯基苯磺酸钠)的金纳米粒子复合物，聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)和聚(4-乙烯基苯磺酸钠)的投料体积比为1:1。专利技术的效果本专利技术通过简单的方法制备得到表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物并将其应用与干细胞神经分化培养基中，通过调控接枝比例以实现对分化效果的控制，结合特定的激光辐射，培养期可缩短至14天，进一步提高了干细胞向神经细胞分化的效率。本专利技术通过结合类肝素、金纳米粒子的特性，融合两种不同的促分化机理，取得了良好的促分化效果，β3-tubulin微管蛋白基因表达含量高，本专利技术的方法能够促进分化的神经细胞得以成熟，为临床治疗神经性衰退疾病研究提供了参考。附图说明图1：本专利技术提供的两种均聚物的核磁氢谱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种促进干细胞神经分化的方法，其特征在于，采用包含表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物的分化培养基，同时在培养期内对所述分化培养基进行激光照射。/n

【技术特征摘要】
1.一种促进干细胞神经分化的方法，其特征在于，采用包含表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物的分化培养基，同时在培养期内对所述分化培养基进行激光照射。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物的制备方法包括将类肝素聚合物末端还原为巯基，将巯基化的类肝素聚合物和金纳米粒子进行自组装。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述类肝素聚合物选自含有糖环结构的类肝素聚合物和/或含有磺酸基团的类肝素聚合物，所述类肝素聚合物的数均分子量在7500～9000。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述表面组装类肝素聚合物的金纳米粒子复合物选自表面同时接枝含有糖环结构的类肝素聚合物和含有磺酸基团的类肝素聚合物的金纳米粒子复合物，所述含有糖环结构的类肝素聚合物和含有磺酸基团的类肝素聚合物的投料体积比为0.5～3:1，优选投料体积比为0.5:1、1:1或2:1，更优选为1:1。


5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述含有糖环结构的类肝素聚合物选自聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)、聚(2-丙烯酰胺吡喃葡萄糖)或硫酸酯化的壳聚糖，优选选自聚(2-甲基丙烯酰胺吡喃葡萄糖)。


6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述含有磺酸基团的类...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红，王蕾，张思炫，
申请(专利权)人：百脉迪生物科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32