[发明专利]间充质干细胞的三维动态诱导培养方法

说明书

技术领域

本发明涉及细胞工程技术领域，特别涉及一种间充质干细胞的三维动态诱导培养方法。

背景技术

关节软骨组织缺损在当代是一种常见的疾病，由肿瘤引起的损伤、由年龄引起的病变，各种各样的遗传疾病和软骨组织异常生长以及外伤都能造成关节软骨的损伤和缺失。关节软骨自我修复能力较低，主要有两个方面的原因：一是软骨细胞属于终末分化细胞，代谢活性低，自我增殖能力差；二是软骨组织没有血管和神经。临床上最常应用的是一种所谓的微骨折的手术治疗方法，该方法是将一根细针穿透受损软骨组织直达骨髓，诱使骨髓细胞(含间充质干细胞)随着血液流到破损之处，而后经过原位诱导间充质干细胞形成软骨细胞。但此修复方法最终形成的是一种纤维软骨，与正常的透明软骨组织比较，纤维软骨含有的Ⅱ型胶原与软骨聚集蛋白聚糖的含量较低，不能完全替代正常的软骨功能，长期的治疗效果不理想。

当传统方法不能有效解决关节软骨缺损疾病时，并且随着生物技术的发展，软骨组织工程有希望能够解决软骨组织再生的难题。在软骨组织工程中，软骨细胞有两大缺陷，首先是细胞来源受到限制，其次是软骨细胞在体外培养时会发生去分化的显像，丧失软骨细胞表型以及分泌特定的胞外基质的能力。三维支架材料可以有效地维持软骨细胞形态，但软骨细胞在支架材料上的增殖速率相对于平面培养仍然较低，难以获得足够量的细胞。

而间充质干细胞是一种具有多向分化潜能的细胞，它能够定向诱导为胰岛样细胞、软骨细胞等多种细胞。且间充质细胞存在于人体多种组织中，尤其是脐带、胎盘、骨髓、脂肪组织来源的间充质干细胞，具有来源广泛、易于采集、无伦理问题等优势，可规模化诱导分化为软骨细胞，为临床治疗关节软骨损伤提供新的技术方案。但目前多采用静态诱导间充质干细胞转化为软骨细胞，这种诱导方式不仅诱导周期长，诱导转化率低，而且细胞活性较低，软骨细胞较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术中静态诱导间充质干细胞转化为软骨细胞的方式存在诱导周期长，诱导率低，细胞活性差，获得的软骨细胞数量少等缺陷，提供一种能够提高间充质干细胞的诱导转化率，增强细胞活性的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种间充质干细胞的三维动态诱导培养方法，包括以下步骤：

获取间充质干细胞；

将间充质干细胞与含有磁性氧化物颗粒的可溶性的海藻酸盐混合后，再与除镁离子以外的二价金属离子盐溶液混合至形成凝胶球；

将所述凝胶球置于磁场中，并用诱导剂对所述凝胶球内的间充质干细胞进行动态诱导培养；

其中，磁性氧化物颗粒的直径为1-100nm。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述凝胶球的形成过程为：将所述间充质干细胞与含有磁性氧化物颗粒的可溶性的海藻酸盐混合后匀速加入除镁离子以外的二价金属离子盐溶液中。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述磁性氧化物为Fe₃0₄或Co₃O₄。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述磁性氧化物颗粒为Fe₃0₄颗粒，且所述海藻酸盐中，Fe₃0₄的浓度为2-10mg/ml。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述海藻酸盐为海藻酸钙或海藻酸钠。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述海藻酸盐为海藻酸钠，且与所述间充质干细胞混合后，海藻酸钠的浓度为2％-10％W/V。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述二价金属离子盐溶液为氯化钙溶液，且氯化钙的浓度为1％-5％W/V。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述凝胶球置于磁场之前，还包括采用培养基清洗所述凝胶球的步骤。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述磁场的最大磁能积为35MGOe。

在本发明提供的间充质干细胞的三维动态诱导培养方法中，所述诱导剂包括5-15ng/ml的TGF-β、7-10mmol/l地塞米松、50-100ug/ml抗坏血酸、5-15mmol/l甘油磷酸钠和50-150ng/ml的ITS+Premix。