新的角膜组织及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用于制备透明且弯曲的基质细胞组织及其脱细胞形式的新方法。还提供了新的组织。组织。组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新的角膜组织及其制备方法


[0001]本专利技术提供了用于制备透明且弯曲的基质细胞组织(stromal cell tissue)及其脱细胞形式的新方法。还提供了新的组织。

技术介绍

[0002]创造角膜基质等效物，特别是使用天然成分，代表着组织工程中的多种挑战。合适的角膜基质替代物需要是生物相容的、机械稳定的和光学透明的，并且能够在组织移植前后抵抗收缩和蛋白质降解(Ghezzi等人，2015)。
[0003]越来越多地认识到，细胞环境的3D几何形状是细胞行为的重要调节因素(Li等人，2014)，因此可用作组织再生中的潜在指导诱因。具体地，基底曲率已经被认为是发育过程中调节细胞和组织表型的重要因素(He和Jiang，2017)。在人类中，在发育约8周时，神经嵴细胞迁移穿过晶状体和角膜的假定结构，分化为角膜上皮和基质成纤维细胞(Ligwale，2015)。后者继续合成基质胶原蛋白和富含蛋白聚糖的细胞外基质、以及晶体蛋白，晶体蛋白是维持组织透明度和折射所必需的一类结构蛋白(Hassell和Birk，2010)。已经显示，在此期间角膜的粘弹性性质和物理环境的变化在角膜曲率的发展中起重要作用，这反过来又影响参与器官发生的细胞迁移和分化的精确模式(McMonnie和Boneham，2007；Ligwale，2015)。
[0004]迄今为止，一些最有希望的角膜基质替代物以基于胶原蛋白的支架材料为代表，一旦交联，其显示可用作长期角膜基质替代物。通常，这些材料以自顶向下(top
‑
down)的方式使用，具有水凝胶形成的初始步骤，接着是细胞接种，以及接种后的基质重排(Fagerholm等人，2014；Lewis等人，2013；Rafat等人，2008)。
[0005]最近，角膜基质组织已经通过自底向上(bottom
‑
up)的策略在体外被工程化，使用细胞自身产生细胞外基质，从而重建天然角膜的明确定义的3D微结构(Wu等人，2014；Gouveia等人，2016)。在此上下文中，组织模板显示出优于其它方法的几个优点，由于其可以引导细胞对齐，进而产生它们自己对齐的胶原蛋白基质，以及用最少的操作促进容易的组织恢复。然而，目前的自底向上的模板系统仍然很大程度上局限于产生缺少角膜天然曲率的平面组织，因此对于移植到眼睛上并非最佳。
[0006]重建几何弯曲的基质组织等效物的策略仍然很少，一般基于：(i)产生基于胶原蛋白的弯曲凝胶，随后向其加入细胞(Li等人，2003；Li等人，2017)；或(ii)施加机械应变以诱导含有角膜基质细胞的平面胶原蛋白水凝胶的球形曲率(Zhang等人，2017)。然而，这些方法并不能使组织功能改进，并且依赖于非生理条件(即动物来源的血清补充)。
[0007]明显需要改进的方法来生产具有改进功能的角膜基质等效物，特别是在生理条件下使用天然成分。

技术实现思路

[0008]专利技术人先前已经证明，曲率在基质胶原蛋白的高度有组织的各向异性排列中起重
要作用，这又有助于人角膜的机械性质和光学性质(Gouveia等人，2017)。Gouveia及同事表明了表面曲率诱导人角膜基质细胞迁移、对齐并随后沉积高度有组织的细胞外基质(ECM)，以形成单片角膜状基质组织等效物。
[0009]本专利技术人进一步研究了基质细胞感知表面曲率宏观变化的能力。令人惊奇的是，专利技术人现在已经发现，除了能够感知和适应与其直接接触的表面的曲率(在2D中)，基质细胞也能够感知和适应它们不直接接触的弯曲表面(在3D中)。
[0010]因此，本专利技术基于以下令人惊奇的发现：即使基质细胞被包封或截留(entrap，包埋)在随后顺应弯曲表面的3D水凝胶中，基质细胞也能感知其宏观环境并适应于该环境。令人惊奇的是，基质细胞仍然能够感知表面的曲率并迁移、对齐并随后在3D水凝胶结构内沉积高度有组织的细胞外基质(ECM)。此外，细胞可以迁移、对齐并随后沉积高度有组织的ECM，而不需要对齐诱导基底(alignment
‑
inducing substrate)(如例如丝素蛋白膜)。有利的是，所得3D组织保持了以前对于单片细胞观察到的透明性质(Gouveia等人，2017)。
[0011]根据本专利技术的组织更厚、更致密和更有组织，同时保持了对于单片弯曲基质组织观察到的透明度。此类性质使得本文所述的透明且弯曲的基质细胞组织具有更大的结构稳定性。有利的是，这些组织更加坚固，因此在移植过程中更容易处理。
[0012]本文提供了一种制备透明且弯曲的基质细胞组织的方法，该基质细胞组织具有至少50μm的最小厚度，该方法包括：
[0013]i)将基质细胞包封或截留在水凝胶中，其中该水凝胶包含细胞粘附基序；
[0014]ii)将水凝胶转移到弯曲表面上；以及
[0015]iii)在合适的细胞培养条件下将水凝胶保持在弯曲表面上至少24小时，以产生具有至少0.5的最小可见光透射率值的弯曲的基质细胞组织，其中弯曲表面具有约0.04至约0.5mm
‑1的曲率。
[0016]合适地，细胞粘附基序可以是细胞外基质蛋白序列或它们的片段或变体。
[0017]合适地，细胞外基质蛋白可以选自由以下组成的组中：纤连蛋白、胶原蛋白、光蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、层粘连蛋白、玻连蛋白、纤维蛋白原、弹性蛋白、二聚糖、肝素、肌腱蛋白和骨桥蛋白。
[0018]合适地，细胞粘附基序可以是：
[0019]a)纤连蛋白片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：RGD(SEQ ID NO：1)、RGDS(SEQ ID NO：5)、PHSRN(SEQ ID NO：6)、LDVP(SEQ ID NO：7)、WQPPRARI(SEQ ID NO：8)、IGD(SEQ ID NO：9)、REDV(SEQ ID NO：10)和IDAP(SEQ ID NO：11)或它们的变体；
[0020]b)胶原蛋白片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：KTTKS(SEQ ID NO：2)、GTPGPQGIAGQRGVV(SEQ ID NO：12)、GROGER(SEQ ID NO：13)、GLKGEN(SEQ ID NO：14)、GFOGER(SEQ ID NO：15)和MNYYSNS(SEQ ID NO：16)或其变体；或
[0021]c)光蛋白聚糖片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：EVTLN(SEQ ID NO：17)、ELDLSYNKLK(SEQ ID NO：18)和YEALRVANEVTLN(SEQ ID NO：3)；或
[0022]d)层粘连蛋白片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：YIGSR(SEQ ID NO：19)，IKVAV(SEQ ID NO：20)、CCRRIKVAVWLC(SEQ ID NO：21)和RGD。
[0023]合适地，水凝胶可以具有约0.25至约0.50g/cm3的总凝胶密度。
[0024]合适地，水凝胶可以具有约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备透明且弯曲的基质细胞组织的方法，所述基质细胞组织具有至少50μm的最小厚度，所述方法包括：i)将基质细胞包封或截留在水凝胶中，其中，所述水凝胶包含细胞粘附基序；ii)将所述水凝胶转移到弯曲表面上；以及iii)在合适的细胞培养条件下将所述水凝胶保持在所述弯曲表面上至少24小时，以产生具有至少0.5的最小可见光透射率值的弯曲的基质细胞组织，其中所述弯曲表面具有约0.04至约0.5mm
‑1的曲率。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述细胞粘附基序是细胞外基质蛋白序列或它们的片段或变体。3.根据权利要求2所述的方法，其中，细胞外基质蛋白选自由以下组成的组中：纤连蛋白、胶原蛋白、光蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、层粘连蛋白、玻连蛋白、纤维蛋白原、弹性蛋白、二聚糖、肝素、肌腱蛋白和骨桥蛋白。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述细胞粘附基序为：a)纤连蛋白片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：RGD(SEQ ID NO：1)、RGDS(SEQ ID NO：5)、PHSRN(SEQ ID NO：6)、LDVP(SEQ ID NO：7)、WQPPRARI(SEQ ID NO：8)、IGD(SEQ ID NO：9)、REDV(SEQ ID NO：10)和IDAP(SEQ ID NO：11)或它们的变体；b)胶原蛋白片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：KTTKS(SEQ ID NO：2)、GTPGPQGIAGQRGVV(SEQ ID NO：12)、GROGER(SEQ ID NO：13)、GLKGEN(SEQ ID NO：14)、GFOGER(SEQ ID NO：15)和MNYYSNS(SEQ ID NO：16)或它们的变体；或c)光蛋白聚糖片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：EVTLN(SEQ ID NO：17)、ELDLSYNKLK(SEQ ID NO：18)和YEALRVANEVTLN(SEQ ID NO：3)；或d)层粘连蛋白片段，包含选自以下的氨基酸序列或由其组成：YIGSR(SEQ ID NO：19)，IKVAV(SEQ ID NO：20)、CCRRIKVAVWLC(SEQ ID NO：21)和RGD。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述水凝胶具有约0.25至约0.50g/cm3的总凝胶密度。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述水凝胶具有约70％至约90％的凝胶水合度。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述水凝胶具有约0.5至约35
×
106Pa的凝胶刚度。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述水凝胶具有约0.1
‑
12.0mm的厚度。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述水凝胶具有约0.07至约0.3g/cm3的胶原蛋白密度。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述水凝胶为薄层或盘的形式。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述细胞培养条件包括将所述水凝胶保留在细胞培养基中的所述弯曲表面上。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述细胞培养基是杜尔贝科改良伊格尔培养基(DMEM)、Ham
’
s F12或DME...

【专利技术属性】
技术研发人员：切，
申请(专利权)人：三D细胞生物有限公司，
类型：发明
国别省市：