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诱导iPSC向MSC分化的组合物、成套培养基、方法和应用技术

技术编号:40701553 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-22 10:59
本发明专利技术提供了一种诱导iPSC向MSC分化的组合物、成套培养基、方法和应用,涉及生物的技术领域。该组合物包含第一组合物、第二组合物和第三组合物;第一组合物包含工作浓度为2~40μM TGF‑β通路抑制剂和5~20ng/ml FGF‑2;第二组合物包含工作浓度为1~20μM TGF‑β通路抑制剂、1~30μM Wnt通路激活剂、1~10μM ROCK抑制剂、1~10ng/ml FGF‑2和1~20ng/ml EGF;第三组合物包含工作浓度为1~10ng/ml FGF‑2。上述组合物中不同的组合应用于iPSC分化MSC的不同阶段,改进了现有技术中诱导iPSC向MSC分化方法中的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物,尤其是涉及一种诱导ipsc向msc分化的组合物、成套培养基、方法和应用。


技术介绍

1、间充质干细胞(msc)具有自我更新和分化成各种细胞类型的能力,使其成为再生医学的潜在治疗方式。它们在组织修复、免疫调节和炎症调节中发挥着关键作用,为心血管疾病、神经退行性疾病、骨科损伤和自身免疫性疾病等多种疾病提供了潜在的可行治疗方法。此外,它们独特的特性,包括免疫调节作用和低免疫原性,为个性化医疗、移植和新型治疗干预措施的进步铺平了道路。

2、msc起源于体内的各种组织,主要存在于骨髓、脂肪组织、脐带和其他结缔组织中,它们的特征可能因其来源而异。骨髓来源的msc因其强大的分化潜力和免疫调节特性而得到充分研究并闻名。脂肪组织来源的msc具有丰富且易于提取的优势,表现出与骨髓间充质干细胞相似的再生能力。脐带来源的msc具有较高的增殖潜力和较低的免疫原性,使其成为移植和再生治疗的有希望的候选者。不同来源的msc在增殖率、分化能力和免疫调节潜力方面表现出细微的差异,所有这些都有助于其在再生医学和组织工程中独特的治疗应用。

3、msc通过旁分泌信号传导显着发挥其治疗作用,在这一过程中,这些细胞释放生物活性分子,影响附近的细胞和组织,但不直接分化为它们。msc分泌多种分子,如生长因子、细胞因子、趋化因子和细胞外囊泡,创造调节炎症、促进组织修复和刺激再生的旁分泌环境。这些分泌因子作用于邻近细胞,包括免疫细胞、内皮细胞和驻留组织细胞,影响免疫调节、血管生成、细胞增殖和分化等过程。通过调节局部微环境,msc协调复杂的信号相互作用,促进组织愈合和再生,使其旁分泌作用成为其在各种医疗条件下治疗潜力的关键机制。mir-139-5p已被报道可减轻肝纤维化、减轻脂肪肝脂肪沉积和抑制肝癌发展,具备较高的应用潜力。mir-139-5p存在于msc外泌体中,是msc分泌的功能因子之一。

4、虽然msc在转化医学领域拥有巨大前景,但仍存在一些局限性,影响了其广泛应用:1、异质性:来自不同组织甚至同一组织内不同供体的间充质干细胞在特性、效力和治疗功效方面表现出差异。这种异质性给隔离、扩展和表征协议的标准化带来了挑战。2、可扩增性和成本:msc生产的可扩增性以满足临床需求,同时保持质量和效力仍然是一个重大障碍。

5、源自诱导多能干细胞(ipsc)的msc为再生医学带来了变革性方法,具有无与伦比的优势。这些细胞可能源自患者自身的细胞,从而克服了免疫排斥问题,确保了兼容性并减少了免疫抑制的需要。ipsc允许无限期供应msc,绕过原代msc的限制,从而为治疗应用实现可扩展和一致的生产。此外,ipsc衍生的msc提供了一个基因修饰平台,增强了其治疗潜力和个性化治疗的适应性。它们的多功能性、疾病建模能力和道德采购进一步提升了它们的前景,彻底改变了再生疗法和研究的格局。

6、虽然源自ipsc的msc具有巨大的潜力,但在广泛的临床应用之前需要解决一些局限性,包括:1、由于与残留多能细胞或基因修饰相关的潜在致瘤风险,需要提高ipsc的分化效率;2、分化方案的标准化和长期培养过程中遗传不稳定的可能性,特别是功能性成分在细胞中表达的不稳定性也引起了担忧,需要提高msc旁分泌功能因子的产量;3、msc分化过程的高成本和复杂性,以及分化过程中细胞活性的下降也阻碍了大规模临床使用的可扩展性,需要提高msc扩增的活力和稳定性。

7、有鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供诱导ipsc向msc分化的组合物,以改进现有技术中诱导ipsc向msc分化方法中的不足;本专利技术的目的还在于提供了含有上述组合物的用于诱导ipsc向msc分化的成套培养基以及应用其的诱导ipsc向msc分化的方法。

2、为解决上述技术问题,本专利技术特采用如下技术方案:

3、第一方面,提供了一种诱导ipsc向msc分化的组合物,所述组合物包含第一组合物、第二组合物和第三组合物;

4、所述第一组合物包含工作浓度为2~40μm tgf-β通路抑制剂和5~20ng/ml fgf-2;

5、所述第二组合物包含工作浓度为1~20μm tgf-β通路抑制剂、1~30μm wnt通路激活剂、1~10μm rock抑制剂、1~10ng/ml fgf-2和1~20ng/ml egf;

6、所述第三组合物包含工作浓度为1~10ng/ml fgf-2。

7、可选的实施方式中,所述第一组合物和所述第二组合物中的tgf-β通路抑制剂分别独立的包括化合物a和/或化合物b,化合物a的结构式如式(a)所示,化合物b的结构式如式(b)所示;

8、式(a);式(b);

9、可选的实施方式中,所述第一组合物中化合物a和化合物b的工作浓度分别独立的为2~40μm;

10、可选的实施方式中,所述第二组合物中化合物a和化合物b的工作浓度分别独立的为1~20μm。

11、可选的实施方式中,所述wnt通路激活剂包括化合物c和/或化合物d,化合物c的结构式如式(c)所示,化合物d的结构式如式(d)所示;

12、式(c);式(d);

13、可选的实施方式中,化合物c和化合物d的工作浓度分别独立的为1~30μm。

14、可选的实施方式中,所述rock抑制剂包括化合物e和/或化合物f,化合物e的结构式如式(e)所示,化合物f的结构式如式(f)所示;

15、式(e);式(f)。

16、可选的实施方式中,化合物e和化合物f的工作浓度分别独立的为1~10μm。

17、第二方面,还提供了一种诱导ipsc向msc分化的成套培养基,该成套培养基包含阶段一分化培养基、阶段二分化培养基和阶段三分化培养基;

18、所述阶段一分化培养基含有第一方面中的第一组合物;

19、所述阶段二分化培养基含有第一方面中的第二组合物;

20、所述阶段三分化培养基含有第一方面中的第三组合物。

21、可选的实施方式中,所述阶段一分化培养基、所述阶段二分化培养基和所述阶段三分化培养基还分别独立的含有1~20%v/v血清。

22、可选的实施方式中,所述血清包括人血清、胎牛血清、小牛血清、马血清、血清替代物中的任意一种或几种。

23、可选的实施方式中,所述阶段一分化培养基、所述阶段二分化培养基和所述阶段三分化培养基的基础培养基分别独立的包括dmem低糖培养基。

24、第三方面,还提供了一种诱导ipsc向msc分化的方法,该方法包括将贴壁的ipsc使用第二方面中的所述阶段一分化培养基培养4~6天、然后将培养基切换为第二方面中的所述阶段二分化培养基培养至少10天,再将培养基切换为第二方面中的所述阶段三分化培养基培养1~7天。

25、可选的实施方式中,所述阶段二分化培养基培养10~20天;和/或,所述阶段三分化培养基培养3~7天。

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【技术保护点】

1.一种诱导iPSC向MSC分化的组合物,其特征在于,所述组合物包含第一组合物、第二组合物和第三组合物;

2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述第一组合物和所述第二组合物中的TGF-β通路抑制剂分别独立的包括化合物A和/或化合物B,化合物A的结构式如式(A)所示,化合物B的结构式如式(B)所示;

3.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述Wnt通路激活剂包括化合物C和/或化合物D,化合物C的结构式如式(C)所示,化合物D的结构式如式(D)所示;

4.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述ROCK抑制剂包括化合物E和/或化合物F,化合物E的结构式如式(E)所示,化合物F的结构式如式(F)所示;

5.一种诱导iPSC向MSC分化的成套培养基,其特征在于,所述成套培养基包含阶段一分化培养基、阶段二分化培养基和阶段三分化培养基;

6.根据权利要求5所述的成套培养基,其特征在于,所述阶段一分化培养基、所述阶段二分化培养基和所述阶段三分化培养基还分别独立的含有1~20%v/v血清。

7.根据权利要求5所述的成套培养基,其特征在于,所述阶段一分化培养基、所述阶段二分化培养基和所述阶段三分化培养基的基础培养基分别独立的包括DMEM低糖培养基、DMEM高糖培养基、MEM培养基、αMEM培养基、IMDM培养基、F-12培养基、F-10培养基、DMEM/F12培养基、RPMI-1640培养基、E6/E8培养基、TeSR-E6培养基、TeSR-E8培养基、mTeSR1培养基、以及它们的混合培养基。

8.诱导iPSC向MSC分化的方法,其特征在于,包括将贴壁的iPSC使用权利要求5~7任一项中的所述阶段一分化培养基培养4~6天、然后将培养基切换为权利要求5~7任一项中的所述阶段二分化培养基培养至少10天,再将培养基切换为权利要求5~7任一项中的所述阶段三分化培养基培养1~7天。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述阶段二分化培养基培养10~20天;和/或,所述阶段三分化培养基培养3~7天。

10.权利要求1~4任一项所述的诱导iPSC向MSC分化的组合物、或权利要求5~7任一项所述的诱导iPSC向MSC分化的成套培养基、或权利要求8或9所述的诱导iPSC向MSC分化的方法在制备药物中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种诱导ipsc向msc分化的组合物,其特征在于,所述组合物包含第一组合物、第二组合物和第三组合物;

2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述第一组合物和所述第二组合物中的tgf-β通路抑制剂分别独立的包括化合物a和/或化合物b,化合物a的结构式如式(a)所示,化合物b的结构式如式(b)所示;

3.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述wnt通路激活剂包括化合物c和/或化合物d,化合物c的结构式如式(c)所示,化合物d的结构式如式(d)所示;

4.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述rock抑制剂包括化合物e和/或化合物f,化合物e的结构式如式(e)所示,化合物f的结构式如式(f)所示;

5.一种诱导ipsc向msc分化的成套培养基,其特征在于,所述成套培养基包含阶段一分化培养基、阶段二分化培养基和阶段三分化培养基;

6.根据权利要求5所述的成套培养基,其特征在于,所述阶段一分化培养基、所述阶段二分化培养基和所述阶段三分化培养基还分别独立的含有1~20%v/v血清。

7.根据权利要求5所述的成套培养基,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:高毅李阳
申请(专利权)人:广东乾晖生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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