甜菜碱在调节间充质干细胞成脂和成骨分化中的应用制造技术

本发明专利技术属于生物医学技术领域，涉及到甜菜碱在调节间充质干细胞成脂和成骨分化中的应用，具体涉及甜菜碱联合间充质干细胞在制备治疗骨质疏松症和肥胖引起的疾病药物中的应用。通过实验研究证明甜菜碱处理的间充质干细胞能增加体外培养的间充质干细胞在成骨分化过程中ALP阳性细胞和斑块钙化细胞外基质的数量，同时上调了间充质干细胞成骨分化过程中OPN、RUNX

【技术实现步骤摘要】
甜菜碱在调节间充质干细胞成脂和成骨分化中的应用


[0001]本专利技术属于生物医学
，涉及到甜菜碱在调节间充质干细胞成脂和成骨分化中的应用，具体涉及甜菜碱联合间充质干细胞在制备治疗骨质疏松症和肥胖引起的疾病药物中的应用。

技术介绍

[0002]骨质疏松症是一种以骨量含量低下，骨组织微结构破坏导致机体脆骨性增加的全身性及系统性代谢疾病，该病主要是由机体骨骼代谢中骨形成小于骨吸收而引起，其中成骨细胞与破骨细胞是调控上述过程的主要细胞，破骨细胞主要介导骨吸收从而加速骨质疏松的发生，而成骨细胞在骨骼形成过程中主要是分泌骨基质及钙盐，以形成新的成熟骨骼，进而缓解骨质疏松症。肥胖会导致糖尿病、冠心病和骨关节炎，从而增加死亡风险。随着人口老龄化，骨质流失和肥胖的发生率正在增加。然而，目前还没有更好的治疗方法来增加内源性骨形成和减少脂肪生成。
[0003]间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)是一种多能细胞，可从脂肪组织、外周血、骨髓、胎盘、脐带等中获得，具有成骨、成软骨、成脂肪和成肌分化的能力。脂肪来源间充质干细胞因其易于分离且具有丰富的组织来源得到广泛应用。人脂肪间充质干细胞(human adipose mesenchymal stem cells，hASC)是一类具有自我更新和多向分化潜能的多能干细胞。研究发现，人脂肪间充质干细胞可以用于治疗多种疾病，其在治疗方面的作用通常归因于它们的细胞因子分泌和免疫调节作用，而不是它们定向分化成目的细胞的能力。人脂肪间充质干细胞条件培养基上清液中包含多种生长因子、细胞因子、趋化因子、血管生成因子和外泌体等，这些物质在促进细胞的增殖、迁移，分化中有显著效果，相比于直接应用干细胞，上清液具有易工业化制造、冷冻干燥、储存，包装和运输的特点。此外，上清液因不含细胞，故不存在免疫排斥问题，使用相对安全。
[0004]已经有很多小分子被用来探索对MSCs分化的影响。甜菜碱是一种生物碱，化学名称为N,N,N
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三甲基甘氨酸，化学结构与氨基酸相似，属季铵碱类物质，分子式为C5H
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NO2，广泛存在于动植物体内。在植物中，枸杞、豆科植物均含有甜菜碱。甜菜的糖蜜是甜菜碱的主要来源。在动物中，章鱼、墨鱼、虾等软体动物，以及脊椎动物（包括人）的肝脏、脾脏和羊水均含有甜菜碱。甜菜碱(N, N, N
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三甲基甘氨酸)是一种天然的两性离子分子，在许多生物体中分布广泛。甜菜碱是甲基供体和渗透体，通过甜菜碱
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同型半胱氨酸甲基转移酶(BHMT)参与蛋氨酸循环。Anthony J. Barak等人的研究表明甜菜碱可以使同型半胱氨酸再甲基化并去除SAH，可能用于肝病的治疗。甜菜碱治疗可防止酒精诱导的股骨头骨坏死(ONFH)引起的成骨分化减少。已有研究表明，甜菜碱可以防止肝脏脂质积累增加，改善糖耐量和胰岛素敏感性。然而，甜菜碱对MSCs成脂和成骨分化的分子机制和影响尚不清楚。因此，深入研究甜菜碱调节间充质干细胞成脂和成骨分化对治疗骨质疏松症和肥胖引起的疾病具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了甜菜碱通过调节间充质干细胞(MSCs)成脂和成骨分化在防治骨质疏松症和肥胖引起的疾病方面的用途。本专利技术通过研究发现，甜菜碱增加体外培养的间充质干细胞在成骨分化过程中ALP阳性细胞和斑块钙化细胞外基质的数量，同时上调了间充质干细胞成骨分化过程中OPN、RUNX
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2和OCN蛋白的表达水平。脂滴数量和大小减少，同时下调成脂主基因PPARγ、CEBPα、FASN的表达。甜菜碱通过PI3K
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Akt信号通路、细胞因子
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细胞因子受体相互作用和ECM受体相互作用能够促进间充质干细胞的成骨并抑制其成脂分化，最终可起到缓解骨质疏松症和肥胖引起的疾病的作用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种促进间充质干细胞成骨分化的促进剂，所述促进剂为甜菜碱。
[0008]所述促进剂用于促进间充质干细胞分化为成骨细胞。
[0009]甜菜碱在制备间充质干细胞成骨分化促进剂中的用途。
[0010]所述用途包括甜菜碱在制备促进间充质干细胞成骨分化的OPN、RUNX
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2和OCN表达促进剂和PPARγ、CEBPα、FASN表达抑制剂中的用途。
[0011]甜菜碱在制备防治骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病的药物中的应用。
[0012]甜菜碱在制备促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的药物中的应用。
[0013]甜菜碱联合间充质干细胞在制备治疗骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病药物中的应用。
[0014]一种促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的方法，用甜菜碱处理间充质干细胞。
[0015]进一步地，上述应用和方法中所述甜菜碱的使用浓度为10mM。
[0016]进一步地，上述应用和方法中所述促进间充质干细胞成骨分化为增加间充质干细胞成骨分化过程中ALP阳性细胞和斑块钙化细胞外基质的数量，上调间充质干细胞成骨分化过程中OPN、RUNX
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2和OCN蛋白的表达水平，抑制间充质干细胞成脂分化为下调间充质干细胞成脂分化过程中PPARγ、CEBPα、FASN基因的表达水平。
[0017]进一步地，上述应用和方法中所述间充质干细胞为人脂肪来源间充质干细胞hAD
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MSCs或人脐带间充质干细胞hUC
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MSCs。
[0018]一种防治骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病的药物，含有甜菜碱。
[0019]一种促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的药物，含有甜菜碱。
[0020]所述的一种防治骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病的药物和所述的一种促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的药物，还包括其他与甜菜碱配伍起协同作用的有效成分。
[0021]所述的一种防治骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病的药物和所述的一种促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的药物，还包括药学上可接受的载体和/或赋形剂。
[0022]所述的一种防治骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病的药物或所述的一种促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的药物，其特征在于，所述药物的剂型
包括但不限于片剂、颗粒剂、胶囊剂、滴丸剂、缓释剂、口服液制剂、注射剂。
[0023]本专利技术的间充质干细胞来源脐带、骨髓、脂肪、脐带血、羊膜、胎盘、牙髓、外周血等，优选为人脂肪来源间充质干细胞hAD
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MSCs或人脐带间充质干细胞hUC
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MSCs。
[0024]本专利技术的有益效果如下。
[0025]本专利技术提供了甜菜碱的新应用，即通过促进间充质干细胞成骨分化防治骨质疏松症和或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.甜菜碱在制备防治骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病的药物中的应用。2.甜菜碱在制备促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的药物中的应用。3.甜菜碱联合间充质干细胞在制备治疗骨质疏松症和/或肥胖引起的疾病药物中的应用。4.一种促进间充质干细胞成骨分化和/或抑制间充质干细胞成脂分化的方法，其特征在于，所述方法为用甜菜碱处理间充质干细胞。5.如权利要求1
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3任一所述的应用和权利要求4所述的方法，其特征在于，所述甜菜碱的使用浓度为10mM。6.如权利要求1
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3任一所述的应用和权利要求4所述的方法，其特征在于，所述促进间充质干细胞成骨分化为增加间充质干细胞成骨分化过程中ALP阳性细胞和斑块钙化细胞外基质的数量，上调间充质干细胞成骨分化过程中OPN、RUNX
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2和OCN蛋白的表达水平；抑制间充质干细胞成脂分化为下调间充质干细胞成脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹秀山，单国峰，任骁萌，于琳，静悦，周箭，郭峰，
申请(专利权)人：拜澳泰克沈阳生物医学集团有限公司，
类型：发明
国别省市：