干细胞外泌体在预防或治疗衰老的药物中的应用制造技术

本申请涉及干细胞外泌体在治疗衰老的药物中的应用。本申请通过衰老细胞模型发现，干细胞外泌体能够使周期阻滞的衰老细胞重新返回细胞周期，即使衰老细胞重新分裂增殖。此发现正打破目前了“细胞衰老不可逆”的学说。基于此，本申请提供了干细胞外泌体在治疗衰老的药物中的应用以及干细胞外泌体在制备恢复衰老细胞的细胞周期的产品中的应用。进一步地，提供了干细胞外泌体能够用于预防和治疗由于细胞衰老所致的年龄相关性疾病。胞衰老所致的年龄相关性疾病。

【技术实现步骤摘要】
干细胞外泌体在预防或治疗衰老的药物中的应用


[0001]本申请属于生物医药领域，具体涉及干细胞外泌体在预防或治疗衰老的药物中的应用。

技术介绍

[0002]衰老分为个体衰老、器官衰老、细胞衰老几个水平，个体与器官的衰老最终反应在细胞衰老上。而细胞衰老指“细胞周期(cell cycle)的永久性阻滞”，也就是说细胞衰老是不可逆的，如果能逆转细胞衰老，也意味着“逆龄”。随着人类生活质量的提高，衰老问题已日渐成受到关注，研发具有抗衰老的新药既具有重大社会意义又有巨大商业价值。
[0003]干细胞是具有在一定条件下无限自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能够产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官的已特化的细胞，同时还能分化为祖细胞。干细胞存在多种分类方法，根据发育阶段的不同，干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。其中胚胎干细胞是早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。根据分化潜能的不同，干细胞可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
[0004]外泌体(Exosome，exo)是指由细胞分泌的、直径为30nm～150nm、包含了复杂RNA和蛋白质的小囊泡。1983年，外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现，1987年Johnstone将其命名为“exosome”。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体，且外泌体天然存在于体液中，包括血液、唾液、尿液、脑脊液和乳汁中。其形态为杯状结构或一侧凹陷的半球型，具有明显的膜结构。外泌体的膜结构和细胞膜一样为磷脂双分子层，膜上分布着跨膜蛋白以及一些脂质和配体，包扩4次跨膜蛋白家族成员CD9、CD63和CD81等，囊泡内含有十分丰富的蛋白质、DNA和RNA。大量研究表明外泌体可以介导细胞间的通讯。那么其介导通讯的方式主要有以下三种：一是外泌体膜蛋白可以与靶细胞膜蛋白结合，进而激活靶细胞细胞内的信号通路。二是在细胞外基质中，外泌体膜蛋白可以被蛋白酶剪切，剪切的碎片可以作为配体与细胞膜上的受体结合，从而激活细胞内的信号通路。三是外泌体膜可以与靶细胞膜直接融合，非选择性的释放其所含的蛋白质、mRNA以及miRNA等。外泌体由于荷载着许多蛋白，核酸和脂质，因此具有内在的疾病治疗潜能，特别是来源于干细胞的外泌体在血管再生，抑制凋亡，免疫信号传递，组织再生等方面均有重要作用。对于胚胎干细胞来说，外泌体既可以发挥出媲美干细胞的治疗效果又规避了胚胎干细胞伦理以及致瘤性的问题，因此具有比较突出的应用价值。

技术实现思路

[0005]基于此，本申请有必要提供了一种干细胞外泌体在预防或治疗衰老的药物中的应用，所述药物可以逆转衰老进程，恢复衰老细胞的细胞周期和增殖能力。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]本申请第一方面提供了干细胞外泌体在预防或治疗衰老的药物中的应用。
[0008]本申请第二方面提供了干细胞外泌体在制备恢复衰老细胞的细胞周期的产品中的应用。
[0009]本申请第三方面提供了干细胞外泌体在恢复或促进衰老细胞的增殖的产品中的应用。
[0010]本申请第四方面提供了干细胞外泌体在预防或治疗细胞衰老所致的相关性疾病的产品中的应用。
[0011]相对于现有技术，本申请具备如下有益效果：
[0012]本申请通过衰老细胞模型发现，干细胞外泌体能够使周期阻滞的衰老细胞重新返回细胞周期，即使衰老细胞重新分裂增殖。此发现正打破目前了“细胞衰老不可逆”的学说。基于此，本申请提供了干细胞外泌体在治疗衰老的药物中的应用以及干细胞外泌体在制备恢复衰老细胞的细胞周期的产品中的应用。进一步地，提供了干细胞外泌体能够用于预防或治疗由于细胞衰老所致的年龄相关性疾病。
附图说明
[0013]图1为流式荧光分选结果；
[0014]图2为p21
‑
YFP
‑
Neo细胞系衰老的检测荧光显微镜下p21
‑
YFP的表达；
[0015]图3为β
‑
gal染色图；
[0016]图4为外泌体鉴定结果，其中，A为透射电镜检测结果，B和C为粒度分析检测结果，D为免疫印迹鉴定结果；
[0017]图5为细胞随时间倍增曲线；
[0018]图6为细胞Ki67染色结果；A为三组细胞Ki67、P21、DAPI免疫荧光结果，B为A图的单个细胞放大图；
[0019]图7为β
‑
gal染色结果，A为染色图，B为A的量化图；
[0020]图8为活细胞工作站追踪胚胎干细胞外泌体处理后的衰老细胞的增殖情况，每张图片时间间隔6小时；
[0021]图9为转录组测序结果；
[0022]图10为组学结果的验证；其中，A为衰老标记物的qPCR结果；B为炎症相关指标的qPCR结果；C为衰老标记物蛋白表达结果；D为C的量化图；
[0023]图11为胚胎干细胞外泌体处理后的衰老细胞的细胞周期检测结果，A为流式图，B为A的量化图；
[0024]图12为LO2
‑
P21
‑
YFP细胞经Dox诱导后的衰老细胞的制备流程图；
[0025]图13为单细胞测序细胞周期结果；
[0026]图14为利用标志基因降维聚类分析；
[0027]图15为注释分析三种状态细胞比例图；
[0028]图16基因富集分析结果；其中，A为差异表达基因热图；B为细胞类群；C为KEGG分析；D为3个细胞群特异表达的基因以及KEGG分析；E为三个细胞类群中衰老状态细胞(LO2
‑
O)、年轻细胞(LO2
‑
Y)以及中间状态细胞(LO2
‑
M)基因表达富集；F为三个细胞类群差异基因表达气泡图。
[0029]图17为外泌体治疗策略示意图；
[0030]图18为小鼠存活期结果；
[0031]图19为胚胎干细胞外泌体治疗组和衰老组30月龄小鼠照片；
[0032]图20为耐力(图A～B)及抓力(图C)实验的结果；
[0033]图21为尿斑结果；A为尿斑图，B为A的量化图；
[0034]图22为多个器官β
‑
gal染色，左图为特征图；右图为四个器官的统计图，柱状图从左至右分别是Young组，Aging
‑
pbs组，Aging
‑
Exos组；
[0035]图23为血液中PBMC不同细胞类群；
[0036]图24为细胞周期比例；其中A为Aging组和Exos组三个样本G1/S/G2M百分比；B为统计结果；
[0037]图25为皮肤单细胞测序结果，其中，A为三组中皮肤细胞特定类群细胞相对比例；B为上调、下调基因个数，DEGs为差异表达基因；C为皮肤组织中不同细胞类群；D为三组样本总体细胞周期所占比例；E为差异表达的细胞周期相关基因(CCGS)中上调、下调基因个数；F为不同细胞周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.干细胞外泌体在预防或治疗衰老的药物中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述衰老包括个体衰老、器官衰老和细胞衰老中的一种或多种。3.干细胞外泌体在制备恢复衰老细胞的细胞周期的产品中的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述产品具有促进衰老细胞重新进入细胞周期S期的特征。5.干细胞外泌体在恢复或促进衰老细胞的增殖的产品中的应用。6.干细胞外泌体在预防或治疗细胞衰老所致的相关性疾病的产品中的应用。7.根据权利要求1～6任一项所述的应用，其特征在于，所述干细胞外泌体包括胚胎干细胞外泌体、间充质干细胞外泌体及诱导性多能干细胞外泌体中的至少一种。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：姬广聚，毕友坤，乔新龙，薛愿超，杨智广，
申请(专利权)人：海南济民博鳌国际医疗有限公司北京泰圣康源生物医学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：