一种糖尿病心肌病的体外组织模型的构建方法技术

本发明专利技术属于细胞工程技术领域，具体公开了一种糖尿病心肌病的体外组织模型的构建方法

【技术实现步骤摘要】
一种糖尿病心肌病的体外组织模型的构建方法、检测方法和应用


[0001]本专利技术属于细胞工程
，具体涉及一种糖尿病心肌病的体外组织模型的构建方法
、
检测方法和应用
。

技术介绍

[0002]以持续性高血糖为特征的糖尿病
(Diabetes mellitus)
，已跃升成为人类健康的主要威胁，至
2022
年全球有
5.37
亿糖尿病患者，每
10
个成年人就有1个患糖尿病
。
糖尿病心肌病
(Diabetic cardiomyopathy
，
DbCM)
是最常见的糖尿病并发症，是独立于高血压
、
冠心病和瓣膜病等心血管相关因素的心肌病，其诊断标准包括：左心室舒张功能障碍
、
收缩功能下降和间质纤维化等
。
虽然
DbCM
会出现心肌结构和功能损伤的病理过程，但由于其是机体代谢异常引起的复杂病变，受多重因素调控，且具有隐蔽性
(
早期心脏收缩功能正常易被忽略
)
，到晚期收缩功能下降时已经非常严重，比单纯缺血引起的心衰更加难以治疗
。
到目前为止，针对糖尿病心肌病仍缺乏有效的早期诊断和治疗策略
。
如何有效模拟
DbCM
进程，尤其是从组织水平由单纯心肌舒张功能障碍进展到心肌收缩功能障碍的过度，是解决
DbCM
早期诊断和寻找治疗药物的关键
。
[0003]目前
DbCM
的组织模型包括传统的动物模型和体外组织模型，其中动物模型如转基因大小鼠
、
高糖
/
高脂饮食加药物的方式诱导糖尿病模型来研究心肌损伤，但种属差异和动物实验周期长是其重要的限制因素
。
体外组织模型研究受到心肌细胞再生能力低的特性，以及供体为人的心肌细胞难以获取的限制，当前发展并不成熟
。
诱导性人多能干细胞
(humanpluripotent stem cell
，
hPSC)
为是理想的热门种子细胞，在疾病模型构建
、
药物筛选和再生医学治疗领域均有重要应用潜力
。
通过调控
Wnt
信号可将
hPSC
定向诱导分化为心肌细胞
(hPSC
‑
CM)
，进一步结合组织工程技术，将可
hPSC
‑
CM
与水凝胶混合制成条状
、
片状或其它适合检测的人工程化心肌组织
(human engineeredhearttissue
，
hEHT
，简称心肌微组织
)
，不仅可以促进
hPSC
‑
CM
成熟，而且通过干细胞阶段基因编辑手段和改变
hEHT
的培养环境可实现疾病表征模拟和体外模型构建
。
目前基于
hPSC
‑
CM
的糖尿病心肌病模型多是平面细胞，以及组织纤维化等病理表型，已有的组织模型未能模拟组织层面心肌收缩和电传导性能的动态变化
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种糖尿病心肌病的体外组织模型的构建方法
、
检测方法和应用，为研究肥胖
、
糖尿病等引起的心脏结构和功能损伤的体外心肌组织模型提供更多选择，促进基于人干细胞来源心肌细胞构建的心脏微器官模型在心脏疾病相关领域的应用
。
[0005]本专利技术提供了一种糖尿病心肌病的体外组织模型的构建方法，包括以下步骤：采用棕榈酸酯处理人工程化心肌组织条，得糖尿病心肌病的体外组织模型
。
[0006]优选的，所述棕榈酸酯的浓度为
250
～
1000
μ
M
；处理时间为6～
72h。
[0007]优选的，所述人工程化心肌组织条的构建方法，包括但不限于以下步骤：
[0008](1)
将人多能干细胞诱导分化为人源心肌细胞，依次采用胶原酶和胰酶进行消化，对得到的细胞悬液进行离心，利用培养基
A
对离心沉淀物进行重悬，得细胞液；所述培养基
A
以低糖
DMEM
培养基为基础培养基，还包括胎牛血清
(FPS)、
青霉素链霉素
(PS)、
维生素
B12
和氨基乙酸；
[0009](2)
将所述细胞液与
Thrombin(
凝血酶
)、2
×
培养基
A、Matrigel(
基底胶
)
和
Fibronectin(
纤连蛋白
)
混合，配制成混合体系；
[0010](3)
将所述混合体系置于肌肉条模具和支撑框内，进行培养和固化，得心肌组织条，采用
EHT
培养基培养所述心肌组织条，得人工程化心肌组织条
。
[0011]优选的，步骤
(1)
中所述人源心肌细胞的心肌纯度为
50
％～
90
％，优选为
50
％～
70
％
。
[0012]优选的，步骤
(1)
中所述培养基
A
的配方，包括：低糖
DMEM、1
％～
20
％胎牛血清
、1
％青霉素和链霉素
、1
～4μ
g/mL
维生素
B12
和
0.5
～
5mg/mL
氨基乙酸
。
[0013]优选的，步骤
(3)
中所述
EHT
培养基的配方，包括：
RPMI 1640、50
×
B27、1
％
(m/m)
青霉素和链霉素
、0.1
～
1mg/mL
抗坏血酸
、1
‑
5mg/mL
氨基乙酸
、0.1
‑2μ
M 1
‑
thioglycerol、100
×
Non
‑
EssentialAminoAcid
和
100
×
SodiumPyruvate。
[0014]优选的，步骤
(3)
中利用
3D
打印得到所述肌肉条模具和支撑框
。
[0015]本专利技术还提供了利用上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种糖尿病心肌病的体外组织模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：采用棕榈酸酯处理人工程化心肌组织条，得糖尿病心肌病的体外组织模型
。2.
根据权利要求1所述构建方法，其特征在于，所述棕榈酸酯的处理浓度为
250
～
1000
μ
M
；处理时间为6～
72h。3.
根据权利要求1所述构建方法，其特征在于，所述人工程化心肌组织条的构建方法，包括以下步骤：
(1)
将人多能干细胞诱导分化为人源心肌细胞，依次采用胶原酶和胰酶进行消化，对得到的细胞悬液进行离心，利用培养基
A
对离心沉淀物进行重悬，得细胞液；所述培养基
A
以低糖
DMEM
培养基为基础培养基，还包括胎牛血清
、
青霉素
、
链霉素
、
维生素
B12
和氨基乙酸；
(2)
将所述细胞液与
Thrombin、
培养基
A、Matrigel
和
Fibronectin
混合，配制成混合体系；
(3)
将所述混合体系置于肌肉条模具和支撑框内，进行培养和固化，得心肌组织条，采用
EHT
培养基培养所述心肌组织条，得人工程化心肌组织条
。4.
根据权利要求3所述构建方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述人源心肌细胞的心肌纯度为
50
％～
90
％，优选为
50
％～
70
％
。5.
根据权利要求3所述构建方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬卉，蔡琳，赵宇鑫，刘倩，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：