一种胰岛细胞诱导剂、培养基和获得胰岛β细胞的方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种胰岛细胞诱导剂、培养基和获得胰岛β细胞的方法及其应用，属于生物医学技术领域。为了提供使用小分子化合物用于药物开发方法。本发明专利技术提供了通过构建上皮类器官(epithelial organoids，EPOs)，经黄芪皂苷类物质处理后，可以发现黄芪提取物中黄芪皂苷单体能够显著促进EPOs产生胰岛细胞，其明显促进胰岛细胞相关基因，特别是胰岛素基因的表达，所产生的胰岛细胞能响应葡萄糖刺激分泌胰岛素，缓解糖尿病鼠高血糖症状，所产生的胰岛素分泌细胞具有成熟β细胞的生理功能。该方法可用于制备人工胰岛系统移植治疗糖尿病。用于制备人工胰岛系统移植治疗糖尿病。用于制备人工胰岛系统移植治疗糖尿病。

【技术实现步骤摘要】
一种胰岛细胞诱导剂、培养基和获得胰岛
β
细胞的方法及其应用


[0001]本专利技术属于生物医学
，具体涉及一种胰岛细胞诱导剂、培养基和获得胰岛β细胞的方法及其应用。

技术介绍

[0002]糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一类以高血糖为特征的慢性代谢病，其所导致的持续高水平血糖，会对病人的心脏、肾脏和神经器官组织产生普遍性损伤，进而引起多种并发症。目前，糖尿病已成为世界性重要公共卫生问题，对经济发展产生严重的影响。
[0003]胰岛移植是一种治疗糖尿病的有效方法，但其受到了胰腺供体严重缺乏的限制，如何获得有功能的胰岛细胞是目前利用细胞替代疗法治疗糖尿病所面临的难题之一。其中胰腺类器官培养体系的成功构建，可作为解决器官移植供者来源稀少的问题。类器官(organoid)是指利用干/祖细胞的多能性，将其在体外进行培养，使其不断进行自我更新和自我组织，形成在结构和功能上与原始器官相似的组织。Hans Clever等基于成体干细胞以及类器官技术，成功建立了胰腺导管类器官，并能使其向胰腺内分泌分化为胰岛素阳性的细胞，但目前其分化效率受限，因此如何增加胰腺β细胞分化效率是一个急需解决的重要问题。
[0004]中药黄芪为我国传统常用中药，其药用历史迄今已有2000多年，是豆科植物蒙古黄芪 Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao或膜荚黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根。现代药理学研究证实，黄芪药材中主要含有皂苷、黄酮和多糖等化学成分，此外还有多种氨基酸、叶酸及硒、锌、铜等多种微量元素，有增强机体免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗应激、降压和广泛的抗菌作用。研究证明，黄芪中所含的黄芪皂苷具有改善胰岛素抵抗、调节脂代谢和糖原代谢、缓解糖尿病并发肾病等作用，近年来成为治疗糖尿病的重要方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供利用黄芪皂苷小分子和上皮细胞体外获得胰岛细胞的方法。本专利技术的又一个目的是提供具有生理功能的大量胰岛细胞，特别是β细胞的方法，用于制备人工胰岛以及体内应用治疗糖尿病。
[0006]本专利技术提供了一种胰岛细胞的诱导剂，所述诱导剂的有效成分是黄芪皂苷。
[0007]进一步地限定，所述胰岛细胞为胰岛α细胞、胰岛β细胞、胰岛δ细胞或胰岛pp细胞。
[0008]进一步地限定，所述诱导剂的有效成为黄芪皂苷(astragaloside)Ⅰ～
Ⅷ
、异黄芪皂苷 (isoastragaloside)Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ、乙酰黄芪皂苷(acetylastragaloside)、环黄芪苷 (cyclosieversioside)E、F和G、agroastragalosideⅠ～Ⅳ和大豆皂苷Ⅰ中的任意一种或多种以及它们的衍生物的任意一种或多种。
[0009]进一步地限定，诱导剂的有效成分为异黄芪皂苷(isoastragaloside)Ⅰ。
[0010]本专利技术提供一种生产胰岛细胞的培养基，所述培养基含有黄芪皂苷。
[0011]进一步地限定，所述培养基还含有类器官增殖培养基。
[0012]进一步地限定，所述胰岛细胞为胰岛α细胞、胰岛β细胞、胰岛δ细胞或胰岛pp细胞。
[0013]进一步地限定，，所述培养基含有异黄芪皂苷(isoastragaloside)Ⅰ。
[0014]进一步地限定，所述黄芪皂苷的浓度为0.1
‑
8μM。
[0015]本专利技术提供一种获得胰岛β细胞的方法，将上皮细胞培养在含有黄芪皂苷的培养基中进行分化获得胰岛β细胞。
[0016]进一步地限定，所述上皮细胞为人或哺乳动物的肝、胆、胰、胃和肠道上皮细胞。
[0017]进一步地限定，所述黄芪皂苷的体系的有效成分为黄芪皂苷(astragaloside)Ⅰ～
Ⅷ
、异黄芪皂苷(isoastragaloside)Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ、乙酰黄芪皂苷(acetylastragaloside)、环黄芪苷 (cyclosieversioside)E、F和G、agroastragalosideⅠ～Ⅳ和大豆皂苷Ⅰ中的任意一种或多种以及它们的衍生物的任意一种或多种。
[0018]进一步地限定，所述黄芪皂苷的体系的有效成分为异黄芪皂苷(isoastragaloside)Ⅰ。
[0019]进一步地限定，所述黄芪皂苷的浓度为0.1
‑
8μM。
[0020]本专利技术提供上述的获得胰岛β细胞的方法获得的胰岛β细胞。
[0021]本专利技术提供上述胰岛β细胞在制备治疗糖尿病的细胞药物中的应用。
[0022]进一步地限定，所述细胞药物的剂型包括注射剂。
[0023]进一步地限定，所述细胞药物含有与细胞相容性的细胞外基质和药学载体。
[0024]进一步地限定，所述药学载体为纳米材料或微流体。进一步地限定，所述培养基还含有类器官增殖培养基或基础培养基。
[0025]所述基础培养基为Advanced DMEM/F12，细胞培养基础添加成分包括谷氨酰胺和抗生素，其中在Advanced DMEM/F12中1
×
谷氨酰胺的使用浓度为2mM，抗生素为青
‑
链霉素，使用浓度为100U/mL青霉素，0.1mg/mL链霉素。
[0026]其中所述类器官增殖培养基为在基础培养基基础上包含选自Wnt激动剂、转化生长因子
‑
β(transforming growth factor
‑
β，TGF
‑
β)抑制剂、表皮生长因子EGF，及成纤维细胞生长因子(Fibroblast growth factor，FGF)的至少1种。
[0027]Wnt激动剂可选一种或多种由以下自由组成的分子：Wnt1、Wnt2、Wnt2b、Wnt3、Wnt3a、 Wnt4、Wnt5a、Wnt5b、Wnt6、Wnt7a、Wnt7b、Wnt8a、Wnt8b、Wnt9a、Wnt9b、Wnt10a、 Wnt10b、Wnt11、Wnt16、R
‑
spondin1。
[0028]BMP信号传导途径抑制剂包括Noggin、Dorsomorphin、LDN189、DMH
‑
1和其组合，优选Noggin。
[0029]FGF包括：FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF10、FGF11、FGF12、FGF13、FGF14、 FGF15、FGF16、FGF17、FGF18、FGF19、FGF20、FGF21、FGF22、FGF23和其组合，优选FGF10。
[0030]进一步地限定，所述培养基含有胞外基质。
[0031]所述细胞外基质(Extracellular matrix，ECM)包含各种各样的多糖、水、弹性蛋白、及糖蛋白，所述作为糖蛋白如胶原、巢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胰岛细胞的诱导剂，其特征在于，所述诱导剂的有效成分是黄芪皂苷。2.根据权利要求1所述的诱导剂，其特征在于，所述胰岛细胞为胰岛α细胞、胰岛β细胞、胰岛δ细胞或胰岛pp细胞。3.根据权利要求1所述的诱导剂，其特征在于，所述诱导剂的有效成为黄芪皂苷(astragaloside)Ⅰ～Ⅰ、异黄芪皂苷(isoastragaloside)Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ、乙酰黄芪皂苷(acetylastragaloside)、环黄芪苷(cyclosieversioside)E、F和G、agroastragalosideⅠ～Ⅳ和大豆皂苷Ⅰ中的任意一种或多种以及它们的衍生物的任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的诱导剂，其特征在于，诱导剂的有效成分为异黄芪皂苷(isoastragaloside)Ⅰ。5.一种离体生产胰岛细胞的培养基，其特征在于，所述培养基含有黄芪皂苷。6.根据权利要求5所述的培养基，其特征在于，所述培养基还含有类器官增殖培养基。7.根据权利要求5所述的培养基，其特征在于，所述胰岛细胞为胰岛α细胞、胰岛β细胞、胰岛δ细胞或胰岛pp细胞。8.根据权利要求5所述的培养基，其特征在于，所述培养基含有异黄芪皂苷(isoastragaloside)Ⅰ。9.根据权利要求5所述的培养基，其特征在于，所述黄芪皂苷的浓度为0.1
‑
8μM。10.一种获得胰岛β细胞的方法，其特征在于，将上皮细胞培养...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕春波，于雯，刘淼，王艳男，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：