干细胞定向分化诱导的方法及系统技术方案

本申请提供的干细胞定向分化诱导的方法系统，将目标干细胞和接种后的干细胞进行混合培养以形成细胞悬液，对所述细胞悬液进行超声处理以诱导所述目标干细胞进行定向分化，本申请提供的干细胞定向分化诱导的方法及系统，利用超声单元所产生的超声波作用于培养皿的干细胞，联合现有干细胞定向诱导方法对干细胞进行定向分化诱导，以解决目前干细胞诱导成功率和成活率低的问题；且可根据实际需求，调节超声参数，适配控制干细胞的分化方向和速读，提高干细胞分化为目标细胞的效率，给干细胞技术发展带来重大突破。发展带来重大突破。发展带来重大突破。

【技术实现步骤摘要】
干细胞定向分化诱导的方法及系统


[0001]本申请涉及神经调控技术，特别涉及一种干细胞定向分化诱导的方法及系统。

技术介绍

[0002]间充质干细胞(MSCs)是表现出自我更新能力和多向分化潜力的干细胞，可以被诱导分化成各种系谱的细胞，包括成骨细胞(骨头)、成脂肪细胞(脂肪)、成软骨细胞(软骨)以及成神经细胞(神经细胞)。它们可以从骨髓和脐带，以及脂肪、羊膜和其他组织中提取。在过去几十年中，由于MSCs具有不涉及道德问题、免疫抗原性低和归巢能力等优势，基于MSCs移植疗法的发展为治疗各种疾病提供了新的可能性。在动物和临床研究中，MSCs已被用于治疗各种神经系统疾病，包括帕金森病、脊髓损伤、阿尔茨海默病、脑外伤、中风以及其他与中枢神经系统相关的疾病和损伤。然而，对MSCs生存和分化的控制不力，是限制治疗方法发展的重大关键挑战。目前，物理调控技术已被用来解决上述问题。许多研究报道，利用声光电磁等物理媒介可有效调控MSCs的分化，实现对MSCs生存和分化的控制。然而，物理调控诱导MSCs分化成神经细胞的研究还有待进一步改进，比如诱导条件的安全无毒性、空间特异性、灵活调控性、诱导的高效性都是有待改进的问题。
[0003]超声波是一种声源振动频率超过20kHz的机械波,具有良好的传播方向，穿透能力强,可以获得比较集中的声能。低强度脉冲超声(Low
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Intensity Pulsed Ultrasound,LIPUS)是超声波的一种形式，具有时空特异性、且安全无毒，其作为一种无创的治疗方法逐渐用于临床，其主要依靠空化效应和机械效应发挥作用。低强度脉冲超声波具有机械、空化和热效应，可以对器官、组织和细胞产生不同的生物效应。它可用于骨折治疗、软骨修复和干细胞应用。现有技术中有较多LIPUS治疗的研究。骨科中LIPUS被用于促进新鲜骨折愈合、减少延迟愈合和骨不连。软组织方面LIPUS被证实有促进软组织再生的作用，并且作用比较广泛，主要包括成纤维细胞、软骨组织、椎间盘、上皮细胞、韧带和肌腱等。在泌尿系统中，LTPUS被用干治疗慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合证，在勃起功能障碍。压力性尿失禁治疗中也有研究。神经系统方面，LIPUS在外周神经和中枢神经中都有一定应用，研究表明LIPUS可加速周围神经的再生,包括雪旺细胞和受损的神经,低强度脉冲超声能加速大鼠神经切断术后坐骨神经的再生，LIPUS可增强脑中神经营养因子的蛋白质表达其对阿尔茨海默病大鼠模型中铝诱导的脑损伤有保护作用，LIPUS可以影响血脑屏障通透性和减少脑损伤。然而，目前对于超声能否促进间充质干细胞增殖分化并形成神经环路增强认知改善阿兹海默症尚未有报道，而且适用于研究超声对充质干细胞增殖分化设备装置研发尚无报道。

技术实现思路

[0004]鉴于此，有必要针对现有技术中存在目前干细胞诱导成功率和成活率低的缺陷提供一种干细胞诱导成功率和成活率高的干细胞定向分化诱导的方法系统。
[0005]为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
[0006]本申请目的之一，提供了一种干细胞定向分化诱导的方法，包括下述步骤：
[0007]将目标干细胞和接种后的干细胞进行混合培养以形成细胞悬液；
[0008]对所述细胞悬液进行超声处理以诱导所述目标干细胞进行定向分化。
[0009]在其中一些实施例中，在将目标干细胞和接种后的干细胞进行混合培养以形成细胞悬液的步骤中，具体包括下述步骤：
[0010]在培养皿内侧的底部设置环形垫片，将干细胞接种在所述环形垫片所形成的环形区域内；
[0011]将所述目标干细胞和接种后的干细胞于培养皿进行混合培养；将培养皿置于培养箱中培养；24小时后取出培养皿，加入海藻酸钠溶液形成细胞悬液；
[0012]向细胞悬液中添加钙离子溶液，使其与细胞悬液发生离子反应。
[0013]在其中一些实施例中，在对所述细胞悬液进行超声处理以诱导所述目标干细胞进行定向分化的步骤中，具体包括下述步骤：
[0014]将超声单元固定于所述培养皿的底部，所述超声单元产生的超声波穿透所述培养皿并作用于所述目标干细胞，并对所述目标干细胞分化产生诱导作用。
[0015]在其中一些实施例中，所述超声单元包括超声仪以及与所述超声仪电性连接的超声平面转换器，所述超声平面转换器通过夹持器固定于所述培养皿的底部。
[0016]在其中一些实施例中，所述超声波的基础频率为1MHz，脉冲重复频率为100Hz，声学强度参数设置为30mW/cm2～60mW/cm2，超声时间为5～30分钟。
[0017]在其中一些实施例中，所述目标干细胞还采用磁性纳米气泡对进行标记。
[0018]在其中一些实施例中，还包括下述步骤：对分化后的所述目标干细胞进行核磁共振成像和超声成像。
[0019]在其中一些实施例中，所述干细胞包括造血干细胞或骨髓间充质干细胞或神经干细胞。
[0020]本申请目的之二，提供了一种干细胞定向分化诱导的系统，包括：培养皿及超声单元，所述培养皿内设有目标干细胞和接种后的干细胞混合培养形成的细胞悬液，所述超声单元用于对所述细胞悬液进行超声处理以诱导所述目标干细胞进行定向分化。
[0021]在其中一些实施例中，所述培养皿的内侧的底部设置环形垫片。
[0022]在其中一些实施例中，所述超声单元包括超声仪以及与所述超声仪电性连接的超声平面转换器，所述超声平面转换器通过夹持器固定于所述培养皿的底部。
[0023]在其中一些实施例中，还包括成像单元，所述成像单元对分化后的所述目标干细胞进行核磁共振成像和超声成像。
[0024]本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：
[0025]本申请提供的干细胞定向分化诱导的方法系统，将目标干细胞和接种后的干细胞进行混合培养以形成细胞悬液，对所述细胞悬液进行超声处理以诱导所述目标干细胞进行定向分化，本申请提供的干细胞定向分化诱导的方法及系统，利用超声单元所产生的超声波作用于培养皿的干细胞，联合现有干细胞定向诱导方法对干细胞进行定向分化诱导，以解决目前干细胞诱导成功率和成活率低的问题；且可根据实际需求，调节超声参数，适配控制干细胞的分化方向和速读，提高干细胞分化为目标细胞的效率，给干细胞技术发展带来重大突破。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请实施例提供的干细胞定向分化诱导的方法的步骤流程图。
[0028]图2为本申请实施例提供的干细胞定向分化诱导的系统的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干细胞定向分化诱导的方法，其特征在于，包括下述步骤：将目标干细胞和接种后的干细胞进行混合培养以形成细胞悬液；对所述细胞悬液进行超声处理以诱导所述目标干细胞进行定向分化。2.如权利要求1所述的干细胞定向分化诱导的方法，其特征在于，在将目标干细胞和接种后的干细胞进行混合培养以形成细胞悬液的步骤中，具体包括下述步骤：在培养皿内侧的底部设置环形垫片，将干细胞接种在所述环形垫片所形成的环形区域内；将所述目标干细胞和接种后的干细胞于培养皿进行混合培养；将培养皿置于培养箱中培养；24小时后取出培养皿，加入海藻酸钠溶液形成细胞悬液；向所述细胞悬液中添加钙离子溶液，使其与细胞悬液发生离子反应。3.如权利要求2所述的干细胞定向分化诱导的方法，其特征在于，在对所述细胞悬液进行超声处理以诱导所述目标干细胞进行定向分化的步骤中，具体包括下述步骤：将超声单元固定于所述培养皿的底部，所述超声单元产生的超声波穿透所述培养皿并作用于所述目标干细胞，并对所述目标干细胞分化产生诱导作用。4.如权利要求3所述的干细胞定向分化诱导的方法，其特征在于，所述超声单元包括超声仪以及与所述超声仪电性连接的超声平面转换器，所述超声平面转换器通过夹持器固定于所述培养皿的底部。5.如权利要求3或4所述的干细胞定向分化诱导的方法，其特征在于，所述超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小燕，牛丽丽，郑海荣，孟龙，林争荣，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：